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如图所示,在一个圆形区域内,两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2...

如图所示,在一个圆形区域内,两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中,A2A4与A1A3的夹角为60°.一质量为m、带电量为+q的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A1处沿与A1A3成30°角的方向射入磁场,随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入Ⅱ区,最后再从A4处射出磁场.已知该粒子在区域Ⅰ中运动的时间为t,求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小(忽略粒子重力).

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带电粒子才Ⅰ区以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入Ⅱ区,最后再从A4处射出磁场,由此画出粒子运动的轨迹,找出圆心,确定半径和偏转角,最后根据洛伦兹力提供向心力的公式,求得两个磁场才磁感应强度. 【解析】 设粒子的入射速度为v,已知粒子带正电,故它在磁场中先顺时针做圆周运动,再逆时针做圆周运动,最后从A4点射出,用B1、B2、R1、R2、T1、T2分别表示在磁场Ⅰ区Ⅱ磁感应强度、轨道半径和周期 ①     ②     ③ 设圆形区域的半径为r,如图所示,已知带电粒子过圆心且垂直A3A4进入Ⅱ区磁场,连接A1A2,△A1OA2为等边三角形,A2为带电粒子在Ⅱ区磁场中运动轨迹的圆心,其半径R1=A1A2=OA2=r④ 圆心角∠A1A2O=60°,带电粒子在Ⅰ区磁场中运动的时间为⑤ 带电粒子在Ⅱ区磁场中运动轨迹的圆心在OA4的中点,即⑥ 带电粒子在磁场区域Ⅰ中运动的时间为t    即t1=t 由以上各式可得⑦⑧ 答:求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小,.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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