如图所示，在-个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域I、II中，A2A4与A1A3的夹角为60°．-质量为m、带电量为+q的粒子以某-物理

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如图所示，在-个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A₂A₄为边界的两个半圆形区域I、II中，A₂A₄与A₁A₃的夹角为60°．-质量为m、带电量为+q的粒子以某-速度从I区的边缘点A₁处沿与A₁A₃成30°角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于A₂A₄的方向经过圆心O进入II区，最后再从A₄处射出磁场．已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t，（忽略粒子重力）．
求：（1）画出粒子在磁场I和II中的运动轨迹；．
（2）粒子在磁场I和II中的轨道半径r₁和r₂比值；
（3）I区和II区中磁感应强度的大小． 360优课网

题型：填空题难度：中档来源：和平区二模

答案

（1）

设粒子的入射速度为v，已知粒子带正电，故它在磁场中先顺时针做圆周运动，再逆时针做圆周运动，最后从A4点射出，运动轨迹如图所示，
（2）用B1、B2、R1、R2、T1、T2分别表示在磁场Ⅰ区Ⅱ磁感应强度、轨道半径和周期
qvB1=m

①
qvB2=m

②
T1=

2πR1

=class="stub"2πm

qB1

③
T2=

2πR2

=class="stub"2πm

qB2

④
设圆形区域的半径为r，如答图5所示，已知带电粒子过圆心且垂直A3A4进入Ⅱ区磁场，连接A1A2，△A1OA2为等边三角形，A2为带电粒子在Ⅱ区磁场中运动轨迹的圆心，其半径R1=A1A2=OA2=r⑤
圆心角∠A1A2O=60°，带电粒子在Ⅰ区磁场中运动的时间为t1=class="stub"1

T1⑥
带电粒子在Ⅱ区磁场中运动轨迹的圆心在OA4的中点，即R=class="stub"1

r ⑦
（3）在Ⅱ区磁场中运动时间为t2=class="stub"1

T2⑧
带电粒子从射入到射出磁场所用的总时间t=t1+t2⑨
由以上各式可得B1=class="stub"5πm

6qt

⑩
B2=class="stub"5πm

3qt

故I区磁感应强度为class="stub"5πm

6qt

；
II区磁感应强度为class="stub"5πm

3qt

．
答：（1）画出粒子在磁场I和II中的运动轨迹如上图；
（2）粒子在磁场I和II中的轨道半径r1和r2比值为1：2；
（3）I区和II区中磁感应强度的大小分别为class="stub"5πm

6qt

和class="stub"5πm

3qt

．

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如图所示，在-个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域I、II中，A2A4与A1A3的夹角为60°．-质量为m、带电量为+q的粒子以某-物理

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