带电粒子在磁场中运动之磁场最小范围问题剖析(3)

2019-08-31 13:17

注:若采用解析法确定下边界,则需以O为原点,OA为x轴,OD为y轴,方法同例3。

6 解析:(1)由于

(2)若只凭前面两例的思维定势,很容易想当然地认为待求的最小有界磁场的区域为:如图10所示,过A点的分别以点AB,AC

A

为圆心、a为半径的圆弧所围成的区域(注:OA

的外

的角平分线与

夹角为

,所以解法同例5(1)。

)。然而通过严格的尺规作图发现这两圆弧的交点处于等边三角形

部。这显然是不合理的,因为题中明确要求磁场只分布在适当区域,所以由A点沿AC方向射入三角形

正三角形内

内的电子的运动轨迹不是有界磁场的上

边界。为此,先确定有界磁场下边界,其确定方法同例5,如图10所示,以O为圆心,a为半径的圆弧交BC边于P点,则圆弧且半径为a的圆弧

即为有界磁场的下边界。上边界应为过点A和

所围的区

。故满足条件的最小有界磁场分布在圆弧

域,要求其面积需先计算出轴,OA为y轴。点的坐标是圆弧

的大小,这里采用解析法来确定,以O为原点,OD为x(方程为

)和直线BC(方程为

)的交点为=,=,, 则最小有

界磁场区域面积为S=

=。


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