如图6所示,在以O为圆心、半径为R的圆形空间内存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子从A点以速度v正对着O点垂直射入磁场中,做匀速圆周运动.从点C射出时速度的方向改变了60°,则带电粒子在磁场中运动了多长时间?
网友回答
解析:如图7所示,做A、C两点速度v的垂线交于O1点,O1为带电粒子运动轨迹的圆心,延长AO交⊙O于B点.要确定速度的方向改变∠BOC = 60°,连接O1O交⊙O 于O2点,通过分析做图可知,AO1CO为⊙O2的内接四边形.根据圆内接四边形的性质定理可知:∠AO1C=∠BOC=60°,故带电粒子在磁场中运动的时间为t=T6,而T=2πRv.再根据切线长定理有AO1=CO1=r,∠AO1O=∠CO1O=30°,解直角三角形△OCO1可得r=3R,所以t=T6=3R3v.