(2009•枣庄一模)如图所示,一匀强磁场磁感应强度为B;方向向里,其边界是半径为R的圆,AB为圆的一直径.在A点有一粒

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  • 解题思路:(1)根据洛伦兹力提供向心力,求出粒子的半径,通过几何关系得出圆弧所对应的圆心角,根据周期公式,结合t=α2πT求出粒子在磁场中运动的时间.(2)粒子径向射入磁场,必定径向反弹,作出粒子的轨迹图,通过几何关系求出粒子的半径,从而通过半径公式求出粒子的速度.(3)根据粒子的半径公式求出粒子的轨道半径,作出粒子轨迹所能到达的部分,根据几何关系求出面积.

    (1)由qvB=m

    v2

    r1 得r1=2R

    粒子的运动轨迹如图所示,则α=

    π

    3

    因为周期T=[2πm/qB].

    运动时间t=

    α

    2πT=

    πm

    3qB.

    (2)粒子运动情况如图所示,β=

    π

    3.

    r2=Rtanβ=

    3R

    由qvB=m

    v2

    r2得v=

    3BqR

    m

    (3)粒子的轨道半径r3=

    mv

    Bq=1.5cm

    粒子到达的区域为图中的阴影部分

    区域面积为S=

    1

    2πr32+2×

    1

    6π(2r3)2−

    3r32=9.0×10-4m2

    答:(1)此粒子在磁场中运动的时间为[πm/3qB].

    (2)该粒子的速度为v=

    3BqR

    m.

    (3)该区域的面积为9.0×10-4m2

    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: 本题考查了带电粒子在磁场中的运动问题,需掌握粒子的半径公式和周期公式.该题对数学几何能力要求较高,需加强这方面的训练.

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