如图所示,一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场,矩形区域的右边界a

2025-03-01 12:44:00
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回答1:

解答:解:(1)粒子带正电,粒子运动的轨迹如图所示,当粒子的速度大于与R1相对应的速度v1时,粒子将恰好不从dc边射出.
由几何关系可得:
R1=2L   …①
由洛仑兹力和向心力公式可得:
qv1B=m
v
R1
…②
当粒子的速度小于与R2相对应的速度v2时,粒子将从ad边射出.
由几何关系可得:
R2+R2sin30°=L…③
由③式解得:
R2=
2
3
L
…④
由洛仑兹力和向心力公式可得:
qv2B=m
v
R2
…⑤
将①④式分别代入②⑤式可解得:
v1=
2qBL
m
,v2=
2qBL
3m

所以v0的取值范围是:
2qBL
3m
<v0
2qBL
m

(2)沿着半径为R1=2L的轨迹圆离开磁场位置与a点的距离为:
x1=R1+R1sin60°=2L+2L×
3
2
=2L+
3
L
≈3.73L
沿着半径为R2=
2
3
L
的轨迹圆离开磁场位置与a点的距离为:
x2=R2sin60°=
2
3
3
2
=
3
3
L≈0.58L
即粒子从距离a点0.58L至3.73L的范围射出;
答:(1)若要求粒子能从ab边射出磁场,v0应满足条件为
2qBL
3m
<v0
2qBL
m
.;
(2)粒子从磁场边界ab射出来的范围为:距离a点0.58L至3.73L的范围.