(2014•合肥二模)如图所示,在x轴上方有关于y轴对称、边长为L的等边三角形PQN区域Ⅰ,其中有方向垂直纸面向里的匀强
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解题思路:(1)由题意可得半径:

R=

1

2

L

,结合在区域Ⅰ中运动时,由洛伦兹力提供向心力即可求出磁感应强度;

(2)画出运动的轨迹,求出时间与周期之间的关系,然后代入周期公式即可求出时间;

(3)粒子在电场中做类平抛运动,当粒子在该区域中速度的方向与x′轴平行时速度最小,将运动的过程分解即可求出最小速度;代入运动学的公式即可求得两点之间的距离.

(1)由题意,粒子进入区域Ⅰ后做圆周运动的圆心为Q,半径:R=

1

2L

在区域Ⅰ中运动时,由洛伦兹力提供向心力得:qv0B=m

v20

R

解得:B=

mv0

qR=

2mv0

qL

(2)粒子在磁场中运动的轨迹如图,轨迹对应的圆心角一共为:△θ=300°+2×60°=420°

粒子在两个磁场中运动的总时间为:t1=

420°

360°T=

7

6•

2πR

v0=

7πL

6v0

(3)粒子沿y轴的负方向进入区域Ⅲ后仅仅在电场力的作用下做匀变速曲线运动,如图建立直角坐标系,可知粒子在该区域中速度的方向与x′轴平行时速度最小;

vmin=v0cosα=

4

5v0

加速度:a=

qE

m

粒子从进入到速度最小经历的时间为:t2

t2=

v0sinα

a2=

mv0sinα

qE

粒子恰好离开区域时的位移最大,由对称性可知在电场中运动的时间为 2t2,则:

s=v0cosα•2t2=

24m

v20

25qE

答:(1)区域Ⅰ中磁感应强度B的大小是

2mv0

qL;

(2)粒子在两磁场中运动的总时间是[7πL

6v0;

(3)粒子进入区域Ⅲ后的最小速度vmin的大小是

4/5v0,从边界CD进出Ⅲ时两点的距离是

24m

v20

25qE].

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: 该题中粒子先在磁场中运动,要注意正确画出粒子运动的轨迹,结合轨迹与牛顿第二定律即可求解;当粒子在电场中运动时,粒子在该区域中速度的方向与电场力的方向平行时速度最小.要牢记.

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