题目内容
如图(a)所示,在以直角坐标系xOy的坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内,存在磁感应强度大小为B、方向垂直xOy所在平面的匀强磁场。一带电粒子由磁场边界与x轴的交点A处,以速度v0沿x轴负方向射入磁场,粒子恰好能从磁场边界与y轴的交点C处,沿y轴正方向飞出磁场,不计带电粒子所受重力。
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(1)求粒子的荷质比
。(要求画出粒子在磁场中运动轨迹的示意图)
(2)若磁场的方向和所在空间的范围不变,而磁感应强度的大小变为B′,该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场,粒子飞出磁场时速度的方向相对于入射方向改变了θ角,如图(b)所示,求磁感应强度B′的大小。(要求画出粒子在磁场中运动轨迹的示意图)
【答案】
(1)
(2)![]()
【解析】
试题分析:(1)由几何关系可知,粒子的运动轨迹如图, (图3分)
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洛伦兹力等于向心力,即图两份
(3分)R=r (2分)得
(2分)
(2)粒子的运动轨迹如图,设其半径为R′,洛伦兹力提供向心力,即(图3分)
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(4分)又因为
(3分)
解得
(3分)
考点:考查了粒子在有界磁场中的运动,
点评:当粒子在磁场中运动时,需要先画出粒子的运动轨迹,然后运用几何知识以及牛顿定律解题
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