(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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