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在直径为d的圆形区域内存在均匀磁场、磁场方向垂直于圆面指向纸外。一电量为q、质量的m的粒子,从磁场区域的一条直径AC上的A点射入磁场,其速度大小为v0,方向与AC成α角。若此粒子恰好能打在磁场区域圆周上的D点,AD与AC的夹角为β,如图所示,求该匀强磁场的磁感应强度B的大小。

试题分析:设粒子在磁场中圆周运动半径为R,其运动轨迹如图所示,O为圆心,则有:

 又设AO与AD的夹角为,由几何关系知:
 , ,可得:


点评:对带电粒子在有界磁场中匀速圆周运动的求解,关键是画出匀速圆周运动的轨迹,利用几何知识找出圆心及相应的半径,由圆心和轨迹用几何知识确定半径是研究带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的重要方法,题目的难度在于对几何知识的应用上。
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图13所示在平面直角坐标系xOy中,,第Ⅰ、II象限存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E,第III、Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上距原点O为d的P点以速度v0垂直于y轴射入第Ⅰ象限的电场,经x轴射入磁场,已知.不计粒子重力,求:

(1)粒子在磁场中运动的半径,画出带电粒子运动的轨迹。
(2)从粒子射入电场开始,求粒子经过x轴时间的可能值。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(8分)如图所示,直线MN上方为磁感应强度为B的足够大的匀强磁场.一电子(质量为m、电荷量为e),以v的速度从点O与MN成30°角的方向射入磁场中,求:
(1)电子从磁场中射出时距O点多远;
(2)电子在磁场中运动的时间为多少.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O以与PQ成30°角的同样速度v射入磁场(电子质量为m,电荷为e),它们从磁场中射出时相距多远?射出的时间差是多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,在一底边长为2L,θ=45°的等腰三角形区域内(O为底边中点)有垂直纸面向外的匀强磁场. 现有一质量为m,电量为q的带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后,从O点垂直于AB进入磁场,不计重力与空气阻力的影响。

(1)粒子经电场加速射入磁场时的速度?
(2)磁感应强度B为多少时,粒子能以最大的圆周半径偏转后打到OA板?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,圆形区域内有垂直于纸面方向的匀强磁场,一束质量和带电量都相同的带电粒子,以不同的速率,沿着相同的方向,对准圆心O射入匀强磁场,并从该磁场中射出.若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用,下列说法中正确的是 (   )
A.运动时间较长的,其速率一定较大
B.运动时间较长的,在磁场中通过的路程较长
C.运动时间较长的,在磁场中偏转的角度较大
D.运动时间较长的,射出磁场时侧向偏移量较大

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

三个速度大小不同而质量相同的一价离子,从长方形区域的匀强磁场上边缘平行于磁场边界射入磁场,它们从下边缘飞出时的速度方向见图。以下判断正确的是  
A.三个离子均带负电  
B.三个离子均带正电
C.离子1在磁场中运动的轨道半径最大
D.离子3在磁场中运动的时间最长

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,粒子源O产生初速度为零、电荷量为q、质量为m的正离子,被电压为的加速电场加速后通过直管,在到两极板等距离处垂直射入平行板间的偏转电场,两平行板间电压为2。离子偏转后通过极板MN上的小孔S离开电场。已知ABC是一个外边界为等腰三角形的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,边界AB=AC=L,,离子经过一段匀速直线运动,垂直AB边从AB中点进入磁场。(忽略离子所受重力)

(1)若磁场的磁感应强度大小为,试求离子在磁场中做圆周运动的半径;
(2)若离子能从AC边穿出,试求磁场的磁感应强度大小的范围。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,在真空中半径r=3.0×10-2 m的圆形区域内,有磁感应强度B=0.2 T,方向如图的匀强磁场,一批带正电的粒子以初速度v0=1.0×106 m/s,从磁场边界上直径ab的一端a沿着各个方向射入磁场,且初速度方向与磁场方向都垂直,该粒子的比荷为q/m=1.0×108 C/kg,不计粒子重力.求:

小题1:粒子的轨迹半径;
小题2:粒子在磁场中运动的最长时间

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