问题
计算题
如图所示，虚线OL与y轴的夹角为θ＝60°，在此角范围内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子从左侧平行于x轴射入磁场，入射点为M。粒子在磁场中运动的轨道半径为R。粒子离开磁场后的运动轨迹与x轴交于P点（图中未画出），且OP=R。不计重力。求M点到O点的距离和粒子在磁场中运动的时间。
答案
当α=30°时，粒子在磁场中运动的时间为
当α=90°时，粒子在磁场中运动的时间为
根据题意，粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设运动轨迹交虚线OL于A点，圆心在y轴上的C点，AC与y轴的夹角为α；粒子从A点射出后，运动轨迹交x轴的P点，设AP与x轴的夹角为β，如图所示。有（判断出圆心在y轴上得1分）
（1分）
周期为 
（1分）
过A点作x、y轴的垂线，垂足分别为B、D。由几何知识得
，
，
，
α=β （2分）
联立得到 
（2分）
解得α=30°，或α=90° （各2分）
设M点到O点的距离为h，有
，
联立得到 h=R-
Rcos(α+30°) （1分）
解得h=(1-
)R（α=30°） （2分）
h=(1+)R（α=90°） （2分）
当α=30°时，粒子在磁场中运动的时间为
（2分）
当α=90°时，粒子在磁场中运动的时间为
（2分）
【考点定位】考查带电粒子在匀强磁场中的运动及其相关知识。