解题思路:(1)粒子垂直进入磁场,由洛伦兹力提供向心力,做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律求解轨道半径R.
(2)根据圆的对称性可知,粒子进入磁场时速度与x轴的夹角为45°角,穿出磁场时,与x轴的夹角仍为45°角,结合左手定则可知,粒子速度的偏向角为270°角,轨道的圆心角也为270°,则粒子在磁场中运动的时间t=[3/4T,求出周期T,即可求出时间t.
(1)粒子垂直进入磁场,由洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律得qvB=m
v2
RR=[mv/qB]
(2)粒子圆周运动的周期T=[2πR/v]=[2πm/qB]
根据圆的对称性可知,粒子进入磁场时速度与x轴的夹角为45°角,穿出磁场时,与x轴的夹角仍为45°角,根据左手定则可知,粒子沿逆时针方向旋转,则速度的偏向角为270°角,轨道的圆心角也为270°,
故粒子在磁场中运动的时间t=[270°/360°]T=[3/4T=
3πm
2qB].
答:粒子在磁场中运动的时间t=[3πm/2qB].
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动.
考点点评: 求带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的时间,常常根据t=θ2π]T,θ是轨迹的圆心角,根据几何知识,轨迹的圆心角等于速度的偏向角.