如图所示,在空间中存在垂直纸面向里的磁感应强度为B匀强磁场,其边界AB、CD的宽度为d,在左边界的Q点处有一质量为m,带

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  • 解题思路:(1)由粒子处于临界状态,根据几何关系列式,再由牛顿第二定律列出洛伦兹力提供向心力表达式,从而即可求解;

    (2)根据几何关系画出运动轨迹,从而确定圆心角,再由周期公式,即可求解.

    (1)粒子能从AB边界射出,临界情况有:

    几何关系得,R+Rcos30°=d;

    牛顿第二定律,Bqv=m

    v2

    R

    由上两式可解得:v=

    Bqd

    m(1+cos30°)=

    2(2−

    3)Bqd

    m

    所以粒子能从左边界射出速度应满足v≤

    2(2−

    3)Bqd

    m

    (2)粒子能从AB边界射出时,圆心角θ=3000
    由周期公式T=

    2πm

    Bq;

    解得:t=

    θ

    3600T

    所以t=

    5πm

    3Bq

    答:(1)带电粒子能从AB边界飞出的最大速度为:

    2(2−

    3)Bqd

    m;

    (2)若带电粒子能AB边界飞出磁场,粒子在磁场中运动的时间为[5πm/3Bq]

    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: 考查牛顿第二定律、匀速圆周运动的周期公式,并与几何关系综合解题,注意考虑粒子的临界情况是本题突破口.同时还强调圆心角的正确表示.

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