Question

（18分）如圖所示，在的區(qū)域中，存在磁感應強度大小分別為B₁與B₂的勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，且B₁大于B₂，一個帶負電、比荷為的粒子從坐標原點O，以速度沿軸負方向射出，粒子重力不計。

（1）求粒子在兩個磁場中運動的軌道半徑；

（2）如果B₁=2B₂，則粒子再次回到原點時運動了多少時間？

（3）要使該粒子經(jīng)過一段時間后又經(jīng)過O點，B₁與B₂的比值應滿足什么條件？

 

Answer 1

（1）、；（2）；（3）……）

解析:(18分)①粒子在整個過程的速度大小4更為V ，交替地在平面內(nèi)磁場區(qū)域中做勻速圓周運動；軌跡都是半個圓，圓周運動半徑分別為  ……①（1分）

…………………（1分）

②當時，………………（1分）

那么粒子在左邊運動一個半徑為半圓后，再到右邊經(jīng)歷一個半徑為半圓，又回到左邊再找一個半徑為半圓的，此時正好回到原點，這個過程中經(jīng)歷的時間為

………………（2分）

…………………（2分）

所以…………………………（1分）

③粒子運動軌跡如圖示，

在平面內(nèi)，粒子先沿半徑為的半圓運動至軸上到點距離為的A 點，接著沿半徑為(＞)的半圓運動至軸上的點，則與的距離為：…………（3分）此后粒子每經(jīng)歷一次回旋，其軸坐標就減小,設粒子經(jīng)過次回旋后與軸交于點，若即滿足……（3分）

則粒子再經(jīng)過半圓就能通過原點，或中……為回旋次數(shù)。由上得

……（2分）……）…………（2分）