(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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