(2014•嘉兴一模)如图,xOy坐标系的第一象限内,有一边界线OA与y轴的夹角∠AOy=45°,边界线的上方与下方分别

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  • 解题思路:(1)离子在磁场中受到的洛仑兹力充当心力,由牛顿第二定律可求得半径,由圆周运动性质可求出周期;

    (2)由题意分析临界条件,再由牛顿第二定律求得临界磁感应强度;

    (3)分析粒子在磁场中的运动过程,考虑所有可能的情况,进而得出合理地结果.

    (1)洛仑兹力充当向心力,故有:Bqv=m

    v2

    R

    解得:R=0.2m;

    周期T=[2πm/Bq]=8π×10-7s;

    (2)临界条件为:在AOy区间内运动轨迹恰好与OA相切

    则有:R+[R/cos45°]=OQ

    qvB0=m

    v2

    R

    解得:B0=

    2+1

    8T=0.3T;

    所以B2应满足B2≥0.3T;

    (3)若B2=0.125T,同离子在两个磁场做圆周运动的周期和半径分别为:

    T=[2πm/Bq]=16π×10-7s;

    R=[mv/Bq]=0.4m;

    由几何关系可知,粒子从Q点进入AOy经过[T/8]之后,垂直OA边界进入AOx区域,再经[T/2]后垂直OA边界进入AOy区域,再经[T/2]后又垂直于OA边界进入AOx区域

    所以离子恰好经过OA边界的时刻为:

    t=[T/8]+n[T/2]=(8n+2)π×10-7s(n=0、1、2…)

    答:(1)离子在磁场中做圆周运动的半径为0.2m;周期8π×10-7s;

    (2)B2应满足B2≥0.3T;

    (3)离子恰好经过OA边界时刻为(8n+2)π×10-7s(n=0、1、2…)

    点评:

    本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动.

    考点点评: 本题考查带电粒子在磁场中的运动,在解题时要注意分析离子的运动过程,从而正确得出离子的运动及受力特点,从而找出合理的物理规律求解.