如图所示,匀强磁场宽L=30cm,B=3.34×10-3 T,方向垂直纸面向里,设一质子以v0=1.6×105
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解题思路:带电粒子沿半径方向射入匀强磁场,做匀速圆周运动,最后将沿半径方向射出磁场.由偏转角可确定磁场的宽度与轨道半径的关系,从而求出粒子的轨道半径;借助于几何关系可确定A点距入射线方向上的O点的距离H;由周期公式及圆心角可求出在磁场中的运动时间.

(1)根据公式得:qvB=m

v2

R

R=

mv

eB=

1.67×10−27×1.6×105

1.6×10−19×3.34×10−3m=0.5m,

(2)由平面几何关系得:R2=L2+(R-H)2得H=0.1m

(3)sinθ=

L

R=

0.3

0.5=0.6 θ=37°

质子在磁场中转动的角度为37°,则运动时间为:

t=

37°

360°T=

2πm

eB×

37°

360°≈2×10−6s.

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;匀速圆周运动;向心力.

考点点评: 带电粒子仅在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,洛伦兹力只改变速度的方向不改变速度的大小,洛伦兹力对粒子也不做功.同时运动圆弧对应的圆心落在入射点与出射点连线的中垂线上.最后带电粒子在磁场中运动的题目解题步骤为:定圆心、画轨迹、求半径.