Question

【題目】如圖所示，在y＜0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于xoy平面并指向紙面外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．一帶正電的粒子以速度v0從O點(diǎn)射入磁場，入射方向在xoy平面內(nèi)，與x軸正向的夾角為θ．若粒子射出磁場的位置與O點(diǎn)的距離為l，求該粒子的電量和質(zhì)量之比 及帶點(diǎn)粒子在磁場中的運(yùn)動時間．

Answer 1

【答案】解：帶正電的粒子射入磁場后，由于受到洛倫茲力的作用，粒子將沿圖示的軌跡運(yùn)動，從A點(diǎn)射出磁場，O、A間的距離為L，射出時速度的大小仍為v0，射出方向與x軸的夾角仍為θ．由于洛倫茲力提供向心力，則：qv0B=m

R為圓軌道的半徑，解得：R=

圓軌道的圓心位于OA的中垂線上，由幾何關(guān)系可得： =Rsinθ

聯(lián)立兩式解得 =

粒子在磁場中運(yùn)動的時間 ，又

聯(lián)立 解得

答：該粒子的電量和質(zhì)量之比 為 ，

粒子在磁場中的運(yùn)動時間為 ．

【解析】帶正電粒子射入磁場后，由于受到洛侖茲力的作用，做勻速圓周運(yùn)動，設(shè)從A點(diǎn)射出磁場，已知O、A間的距離為L，作出初速度和弦OA的垂直平分線交點(diǎn)即為圓心，進(jìn)而畫出運(yùn)動軌跡．射出時速度的大小仍不變，射出方向與軸的夾角仍為θ．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解洛倫茲力的相關(guān)知識，掌握洛倫茲力始終垂直于v的方向，所以洛倫茲力一定不做功，以及對感應(yīng)電流的方向的理解，了解通電導(dǎo)體在磁場中受力方向：跟電流方向和磁感線方向有關(guān)．（左手定則）．