(2010•永州一模)如图所示,在y轴的右侧有半径为R、圆心坐标为(R,0)的圆形匀强磁场,该磁场的磁感应强度大小为B,

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  • 解题思路:(1)根据几何关系求出粒子在圆形磁场中运动的轨道半径,结合半径公式求出粒子从O点射入时的速度大小.

    (2)根据几何关系求出粒子在左边磁场中运动的半径,结合圆周运动的半径公式求出磁感应强度的大小,通过左手定则判断出磁场的方向.

    (3)根据几何关系求出等边三角形的边长,从而求出最小的横截面积.

    (1)如图,由几何关系的,粒子在圆形磁场中的运动的轨道半径为:r=Rtan30°=

    3

    3R.

    根据r=[mv/qB]得:v=

    qBr

    m=

    3qBR

    3m.

    (2)根据几何关系知,粒子在左边磁场中的运动的轨道半径r′=2Rtan30°=

    2

    3R

    3.

    根据r′=

    mv

    qB′,解得B′=

    mv

    qr′=

    m•

    3qBR

    3m

    q

    2

    3R

    3=

    1

    2B.

    根据左手定则,磁感应强度的方向垂直纸面向里.

    (3)设OD的长度为d,由几何关系得:d=

    3R+

    r′

    cos30°=

    3R+

    4

    3R

    则△DEF的最小面积为:S=

    3d2=

    3(

    3R+

    4R

    3)2.

    答:(1)粒子从O点射入圆形磁场时的速度大小为

    3qBR

    3m.

    (2)DEF区域内的磁感应强度大小为

    1

    2B,方向垂直纸面向里.

    (3)△DEF的最小面积为

    3(

    3R+

    4R

    3)2.

    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: 本题考查带电粒子在磁场中的运动问题,对数学几何能力的要求较高,关键确定出粒子做圆周运动的半径,根据半径公式进行求解.

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