解题思路:(1)根据几何知识,结合轨迹,求解粒子射出磁场区时的位置坐标;
(2)粒子在磁场中都做匀速圆周运动,由洛伦兹力充当向心力,画出轨迹由几何知识求出轨迹半径从而求出磁感应强度.
(3)由洛伦兹力充当向心力列式,求出粒子运动的周期,根据轨迹的圆心角求解时间.
(1)根据已知画出粒子在磁场中的运动轨迹,其圆心一定在y轴上,
根据半径垂直于速度,则可确定圆心O,如图所示.
设粒子运动的轨迹半径为r.
由几何关系得:r=[a/sin60°]=
2
3
3a,
由几何关系可知,出点S到原点O的距离是1.5r,因此坐标为(0,
3a).
(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,
由牛顿第二定律得:qvB=
mv2
r,解得:r=[mv/qB],
由以上两式可得:B=
3mv
2qa;
(3)由qvB=mr([2π/T])2得:T=[2πm/qB]=
4πa
3v,
则:t=[1/3]T=
4
3πa
9v;
答:(1)粒子射出点S的坐标为(0,
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: 先由几何知识确定粒子圆周运动的半径然后根据公式求磁场强度,这是解决粒子在磁场中常用的方法.