如图所示,一匀强磁场磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,其边界是半径为R的圆,AB为圆的一直径,在A点有一粒子源向圆平面内
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解题思路:(1)粒子进入磁场后由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动,由牛顿第二定律求出轨迹的半径,由几何知识求解轨迹对应的圆心角α,由t=α2πT求解粒子在磁场中运动的时间.(2)粒子沿半径方向射入磁场,经过2次碰撞后回到A点,画出粒子运动的轨迹,由几何知识求出轨迹的半径,即可求出该粒子的速度.

(1)由牛顿第二定律

qv1B=m

v21

r1

又 v1=

2qBR

m

解得 r1=2R

粒子的运动轨迹如左图所示,则得 α=[π/3]

此粒子在磁场中运动的时间为 t=[α/2πT=

πm

3Bq]

(2)粒子的运动轨迹如右图所示,则得 β=[π/3]

则 r2=Rtanβ=

3R

根据牛顿第二定律,有

qv2B=m

v22

r2

解得,v2=

3BqR

m

答:(1)此粒子在磁场中运动的时间为[πm/3Bq].

(2)该粒子的速度为

3BqR

m.

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: 本题的解题关键是画出粒子的运动轨迹,由几何知识求解轨迹的半径.

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