(2010•河西区一模)如图,一匀强磁场磁感应强度为B,方向向里,其边界是半径为R的圆.AB为圆的一直径.在A点有一粒子

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  • 解题思路:(1)根据左手定则判断出粒子偏转的方向,画出粒子运动的轨迹,根据轨迹的几何关系进行证明.

    (2)粒子径向射入磁场,必定径向反弹,作出粒子的轨迹图,通过几何关系求出粒子的半径,从而通过半径公式求出粒子的速度.

    (3)根据洛伦兹力提供向心力,求出粒子的半径,通过几何关系得出圆弧所对应的圆心角,根据周期公式,结合[t/T]=[α/2π],求出粒子在磁场中运动的时间.

    (1)如图,沿半径射入,r与R垂直,

    两三角形全等

    而出射速度v与轨迹半径r垂直,

    所以出射速度与R同一直线.

    (2)设粒子经过了n个轨迹回到了A点,所以在右图中

    α=[π/n]

    r=Rtanα

    v=[qBR/m]tan[π/n] n=3、4…

    t=T=[2πm/qB]

    (3)粒子的半径r=[mv/qB]=5cm

    要粒子的运动时间最长,轨迹如图

    β=740

    时间t=[74°/360°]T=6.4×10-8s

    答:(1)证明了此粒子一定沿半径方向射出磁场.

    (2)可使粒子在磁场中绕行一周回到出发点,则粒子运动的最短时间=[2πm/qB];

    (3)粒子的运动的时间6.4×10-8s.

    点评:

    本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力.

    考点点评: 本题考查了带电粒子在磁场中的运动问题,需掌握粒子的半径公式和周期公式.该题对数学几何能力要求较高,需加强这方面的训练.

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