图2
(2) 在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,必沿径向射出,如图(d)所示.
(3)当速率一定时,粒子运动的弧长越长,圆心角越大,运动时间越长.
例1 如图3所示,在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内,存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场.一个不计重力的带电粒子从磁场边界与 轴的交点A处以速度v沿- 方向射入磁场,它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿+y方向飞出.
图3
(1)请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷;
(2)若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为B′,该粒子仍从A处以的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角,求磁感应强度B′多大?此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少?
解析 (1)由粒子的运动轨迹(如图),利用左手定则可知,该粒子带负电荷.
粒子由A点射入,
由C点飞出,其速度方向改变了90°,
则粒子轨迹半径R=r,
又qvB=m,
则粒子的比荷=.
(2)设粒子从D点飞出磁场,速度方向改变了60°角,故AD弧所对圆心角为60°,粒子做圆周运动的半径R′=rcot 30°= r,又R′=,所以B′=B,
粒子在磁场中运动所用时间