一宽为L的匀强磁场区域,磁感应强度为B,如图所示,一质量为m、电荷量为-q的粒子以某一速度(方向如图所示)射入磁场.若不使粒子从右边界飞出,则其最大速度应为多大?(不计粒子重力)

问题描述:

一宽为L的匀强磁场区域,磁感应强度为B,如图所示,一质量为m、电荷量为-q的粒子以某一速度(方向如图所示)射入磁场.若不使粒子从右边界飞出,则其最大速度应为多大?(不计粒子重力)

要使粒子不从右边界飞出,则当速度达到最大时运动轨迹应与磁场右边界相切,由几何知识可知半径r满足:r+rcosθ=L解得:r=L1+cosθ由于粒子做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供,故有Bqv=mv2r解得:v=Bqrm=BqLm(1+cosθ...
答案解析:当速度达到最大时运动轨迹应与磁场右边界相切,由几何知识确定出运动半径,然后根据洛伦兹力提供向心力列方程求最大速度.
考试点:带电粒子在匀强磁场中的运动.
知识点:解决本题的关键是知道不使粒子从右边界飞出的临界情况是运动轨迹与右边界相切,并会由几何知识确定出半径.