(18分)如图,在0≤x≤d的空间,存在垂直xOy平面的匀强磁场,方向垂直xOy平面向里。y轴上P点有一小孔,可以向y轴

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  • 解题思路:

    1)

    粒子在磁场中做匀速圆周运动,设粒子的轨道半径为

    R

    ,磁场的磁感应

    强度为

    B

    ,则

    q

    vB

    =

    m

    (3

    )

    如下图实线所示,由几何关系

    d

    =

    2

    R

    cos

    45

    0

    (3

    )

    解得

    B

    =

    (2

    )

    (2)如上图虚线所示,由几何关系

    d

    =

    R

    cos

    30

    0

    +

    R

    cos

    α

    (2

    )

    解得

    cos

    α

    =

    (2

    )

    (3)能够从磁场右边界射出的粒子在磁场中经过的区域,如图中两圆弧间斜线部分所示,由几何关系

    R

    2

    (

    d

    R

    )

    2

    =

    (

    P

    M

    )

    2

    (2

    )

    两个圆弧与水平线之间围成的面积是相等的,所以所求区域面积与矩形

    P

    QM

    N

    的面积

    (2

    )

    解得

    (2

    )

    (1)B=

    (2)cosα=

    ,(3)

    <>

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