(A)如图所示,在边长为L=1m的等边三角形ACD区域内,存在磁感应强度为B= 3 3

2025-05-11 01:20:02
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回答1:

(1)洛伦兹力提供向心力,则有: qvB=m
v 2
r

解之得: r=
mv
qB
=
10
3
3
×1 0 2 m=0.1732m

(2)从AC边出磁场如图

圆心角 θ=
3

则有运动的时间为: t=
θ
T

而T=
2πr
v
=
2πm
qB

解之得: T=2π
3
×1 0 -2 s

t=
4
3
π
3
×1 0 -2 s=7.25×1 0 -2 s

(3)设恰从CD边出磁场的轨迹半径为r 1 和r 2
根据几何关系,则有 2 r 1 =
L
2
sin60°

解得: r 1 =
3
8
L

由几何关系,有 ( r 2 -
3
4
L ) 2 +(
3L
4
) 2 =
r 22

解得: r 2 =
3
2
L

qvB=m
v 2
r

v=
qBr
m

则v 1 =
3
qBL
8m
=12.5m/s

v 2 =
3
qBL
2m

得v 2 =50m/s
即12.5m/s<v<50m/s
答:(1)若粒子进入磁场时的速度大小为v 0 =10m/s,则粒子在磁场中运动的轨道半径0.1732m;
(2)若粒子能从AC边飞出磁场,则粒子在磁场中的运动时间7.25×10 -2 s;
(3)为使粒子能从CD边飞出磁场,粒子进入磁场时的速度大小应满足的条件:12.5m/s<v<50m/s.