如图所示,在边长为2a的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,一个质量为m、电荷量为-q的带电粒子(重力不计)从AB边的中点O以速度v进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向
问题描述:
如图所示,在边长为2a的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,一个质量为m、电荷量为-q的带电粒子(重力不计)从AB边的中点O以速度v进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为60°,若要使粒子能从AC边穿出磁场,则匀强磁场的大小B需满足( )
A. B>
mv
3
3aq
B. B<
mv
3
3aq
C. B>
mv
3
aq
D. B<
mv
3
aq
答
粒子刚好达到C点时,其运动轨迹与AC相切,如图所示:
则粒子运动的半径为:r=acot30°=
a,
3
洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:
qvB=m
,v2 r
解得:r=
,mv qB
粒子要能从AC边射出,粒子运行的半径:R>r,
解得:B<
,
mv
3
3qa
故选:B.