Question

在如图所示的平面直角坐标系中，存在一个半径R＝0.2 m的圆形匀强磁场区域，磁感应强度B＝1.0 T，方向垂直纸面向外，

Answer 1

(1)带正电粒子在磁场中做匀速圆周运动，有

qv ₀B＝m

，解得r＝0.20 m＝R

根据几何关系可知，带电粒子恰从O点沿x轴进入电场，带电粒子做类平抛运动。设粒子到达电场边缘时，竖直方向的位移为y，有l＝v ₀t，y＝

t ²

联立解得y＝0.05 m

所以粒子射出电场时的位置坐标为(0.1 m，0.05 m)

(2)粒子飞离电场时，沿电场方向速度v _y＝at＝5.0×10 ³m/s＝v ₀

粒子射出电场时速度v＝

v ₀

由几何关系可知， 粒子在正方形区域磁场中做圆周运动半径r′＝0.05

m

由qvB′＝m

，解得B′＝4 T

正方形区域最小面积S＝(2r′) ²

解得S＝0.02 m ²