Question

【題目】在以坐標原點O為圓心、半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)，存在磁感應強度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強磁場，如圖所示。一個不計重力的帶電粒子從磁場邊界與x軸的交點A處以速度v沿－x方向射入磁場，它恰好從磁場邊界與y軸的交點C處沿y方向飛出。

(1)請判斷該粒子帶何種電荷，并求出其比荷；

(2)若磁場的方向和所在空間范圍不變，而磁感應強度的大小變?yōu)?/span>B′，該粒子仍從A處以相同的速度射入磁場，但飛出磁場時的速度方向相對于入射方向改變了60°角，求磁感應強度B′多大？此次粒子在磁場中運動所用時間t是多少？

Answer 1

【答案】(1)粒子帶負電荷 (2)

【解析】

(1)由粒子的運動軌跡且利用左手定則可知，該粒子帶負電荷

粒子由點射入，由點飛出，其速度方向改變了，則粒子軌跡半徑為：

根據(jù)牛頓第二定律可得：

解得粒子的比荷：

(2)當粒子從點飛出磁場時速度方向改變了角，故弧所對圓心角為，如圖所示

粒子做圓周運動的半徑：

又：

所以可得：

粒子在磁場中飛行時間：