问题
问答题
一匀强磁场分布在以O为圆心，半径为R的圆形区域内，方向与纸面垂直，如图所示，质量为m、电荷量q的带正电的质点，经电场加速后，以速度v沿半径MO方向进入磁场，沿圆弧运动到N点，然后离开磁场，∠MON=120°，质点所受重力不计，求：
（1）判断磁场的方向；
（2）该匀强磁场的磁感应强度B；
（3）带电质点在磁场中运动的时间．
答案
（1）根据左手定则可以知道该磁场的方向垂直纸面向外；
（2）粒子在磁场中完成了如图所示的部分圆运动，设其半径为R，因洛仑兹力提供向心力，
所以有qvB=mv2 r
由几何关系得
=tan30°R r
所以r=
=R tan30°
R3
联立以上各式得：B=
mv3 3qR
（3）设粒子在磁场中运动的时间为t，粒子在磁场中做匀速圆周运动，其周期为T=
=2πr v 2πm qB
由于∠MON=120°，所以∠MO'N=60°
故粒子在磁场中运动时间 t=
T=60° 360°
=πm 3qB
．
πR3 3V
答：（1）垂直纸面向外
（2）该匀强磁场的磁感应强度B=
；
mv3 3qR
（3）带电质点在磁场中运动的时间为t=
πR3 3V