由表一可知,解决"圆运动"问题,应充分关注"速度"的方向和入射点与出射点,以明确"切线、弦",从而确定"轨迹圆"。
【典型例题】
1.典型的"切线、弦"类型
例1 如图2所示,在y<0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外,磁感强度为B,一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场,入射方向在xy平面内,与x轴正方向的夹角为θ,若粒子射出磁场的位置与O点的距离为L,求该粒子的电量和质量之比q/m。
分析与解答 带正的电粒子射入磁场后,由于受洛伦兹力作用而做匀速圆周运动,由左手定则可知,粒子沿顺时针方向运动从x轴负半轴射出磁场。令出射点为M,则OM = L。由"切线、弦"可得圆心O',如图3所示。
由几何关系易知 , ①
又因为洛伦兹力提供向心力,即 ,所以, ②
由①、②解得 。
点评 利用圆的切线、弦的性质找准圆心,确定"轨迹圆"是该题得以解决的关键所在。
2.已知入射方向及偏向角"φ",可用"φ=2β"补弦,从而将问题化归为"切线、弦"类型
例2 如图4所示,一带电质点,质量为m,电量为q,以平行于x轴的速度v从y轴上的a点射入图中第一象限所示的区域。为了使该质点能从x轴上的b点以垂直于x轴的速度v射出,可在适当的地方加一个垂直于xy平面、磁感应强度为B的匀强磁场。若此磁场仅分布在一个圆形区域内,试求这圆形磁场区域