(2014•湖北模拟)如图,在平面直角坐标系xoy内,第一象限的射线op与x轴夹角为30°,在∠pox范围之外存在垂直x

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  • 解题思路:(1)根据左手定则,粒子进入磁场后向右偏转,做出运动的轨迹图,结合粒子做圆周运动的半径公式,从而判断出粒子离开o点后,第三次经过磁场边界时的位置坐标;

    (2)当粒子在磁场外运动的方向在Ox与OP之间时,粒子将不能再次进入磁场,做出运动的轨迹,结合几何关系做出判定;

    (3)若保持其它条件不变而将∠pox变为15°使用(2)的方法,再次判定即可.

    (1)粒子在磁场中做圆周运动,如图为粒子运动轨迹描绘,

    洛仑兹力提供向心力:Bqv=m

    v2

    R

    得圆轨道半径为:R=

    mv

    Bq

    第一段圆弧轨迹OA为半圆,A点横坐标为2R

    粒子再次由点B(2R,

    2

    3

    3R)进入磁场,进入磁场时与边界OP夹角θ2=60°

    粒子再次出磁场即第三次经过磁场边界在位置C,由几何关系有:

    BC=2Rsinθ2=

    3R

    c点的横坐标:x=2R−

    .

    BC•cos30°=

    R

    2

    y=x•tan30°=

    3

    6R

    由此易得C点坐标([1/2R,

    3

    6R),即(

    mv

    6Bq],

    3mv

    6Bq)

    (2)粒子在磁场中运动周期周期为:T=

    2πR

    v=

    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: 该题中判断出当粒子在磁场外运动的方向在Ox与OP之间且与OP平行的时候,粒子将不能再次进入磁场是解题的关键,在此处体现出规范化作图的必要性,要切记.