问题
问答题
如图所示，在平面直角坐标系xoy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m=5.0×10-8kg、电量为q=1.0×10-6C的带电粒子，从静止开始经U0=10V的电压加速后，从P点沿图示方向进入磁场，已知OP=30cm，（粒子重力不计，sin37°=0.6，cos37°=0.8），求：
（1）带电粒子到达P点时速度v的大小
（2）若磁感应强度B=2.0T，粒子从x轴上的Q点离开磁场，求QO的距离
（3）若粒子不能进入x轴上方，求磁感应强度B'满足的条件．
答案
（1）对带电粒子的加速过程，由
动能定理qU=
mv21 2
代入数据得：v=20m/s
（2）带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，
有：qvB=mv2 R
得R=mv qB
代入数据得：R=0.50m
而
=0.50m OP cos53°
故圆心一定在x轴上，轨迹如图所示．
由几何关系可知：OQ=R+Rsin53°
故OQ=0.90m
（3）带电粒子不从x轴射出（如图），
由几何关系得：OP＞R'+R'cos53°①
R′=
②mv qB′
由①②并代入数据得：B'＞
T=5.33T 16 3
答：（1）带电粒子到达P点时速度v的大小20m/s；
（2）若磁感应强度B=2.0T，粒子从x轴上的Q点离开磁场，则QO的距离0.9m；
（3）若粒子不能进入x轴上方，则磁感应强度B'满足大于5.33T条件．