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>3mv3aqB. B<3mv3aqC. B>3mvaqD. B<3mvaq

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>

3
mv
3aq

B. B<
3
mv
3aq

C. B>
3
mv
aq

D. B<
3
mv
aq


答案解析:作出粒子在磁场中的运动轨迹,结合几何关系得到临界轨迹的轨道半径;再根据牛顿第二定律并结合洛伦兹力提供向心力列式求解.
考试点:带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力.


知识点:本题是考查了粒子在有界磁场中的运动,解题的关键是画出粒子的运动轨迹,运用几何知识求解半径,求出粒子轨道半径后,应用牛顿第二定律即可正确解题.