(2014•浙江模拟)如图所示,无限宽广的匀强磁场分布在xoy平面内,x轴上下方磁场均垂直xoy平面向里,x轴上方的磁场

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  • 解题思路:根据洛伦兹力提供向心力,求出粒子在x轴上方和x轴下方做圆周运动的半径;

    根据周期公式计算粒子在x轴上方的周期和x轴下方的周期,根据几何关系计算时间间隔.

    作出粒子运动的轨迹示意图,结合半径关系,找出粒子两次通过x轴上同一点的位置,根据几何关系计算这些点的坐标.

    (1)粒子在x轴上方磁场做匀速圆周运动半径r1,下方磁场中做匀速圆周运动半径r2

    由Bqv0=m

    v20

    r得r1=

    mv0

    Bq;

    (2)x上方的周期为T1,x下方的周为T2

    T1=

    2πm

    BqT2=

    3πm

    2Bq

    T1:T2=4:3

    (3)在磁场中运动轨迹如图所示,

    如把x上方运动的半周与x下方运动的半周称为一周期的话,则每经过一周期,在x轴上粒子右移:

    △x=2r1−2r2=

    mv0

    2Bq

    (4)则在每4周期刚结束时粒子第二次经过x1=2r1的这一点,以后每过一周期将会出现符合要求的点.

    故xk=2r1+

    (k−1)r1

    2=

    k+3

    2r1=

    (k+3)m0v

    2Bq(式中k取1、2、3…)

    答:(1)粒子在x轴上方磁场做匀速圆周运动半径r1

    mv0

    Bq;

    (2)设x上方的周期为T1,x下方的周为T2,T1:T2=4:3

    (3)如把x上方运动的半周与x下方运动的半周称为一周期的话,则每经过一周期,在x轴上粒子右移的距离为

    mv0

    2Bq.

    (4)在与x轴的所有交点中,粒子两次通过同一点的坐标位置为

    (k+3)m0v

    2qB(式中k取1、2、3…).

    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: 解决本题的关键画出粒子运动的轨迹图,理清粒子在整个过程中的运动情况,结合洛伦兹力提供向心力和几何关系进行求解.

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