如图,在x轴下方有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于xy平面向外.P是y轴上距原点为h的一点,N0为x轴上距原点为a的一点.A是一块平行于x轴的挡板,与x轴的距离为h2,A的
=N0′N0=2Rsinθ⑥
粒子射出磁场与下一次进入磁场位置间的距离x2始终不变,与N0′N1相等.
由图可以看出:x2=a⑦
设粒子最终离开磁场时,与档板相碰n次(n=0、1、2、3…).若粒子能回到P点,由对称性,
出射点的x坐标应为-a,
即(n+1)x1-nx2=2a ⑧
由⑦⑧两式得x1=
a ⑨
若粒子与挡板发生碰撞,有x1-x2>
⑩
联立⑦⑨⑩得 n<3
联立②⑥⑨得v=
?
a
把sinθ=
代入上式中得
当n=0,v0=
当n=1,v1=
当n=2,v2=
答:(1)粒子在磁场中运动的轨道半径R=
.
(2)粒子从N0点射入磁场到第一次穿出磁场所经历的时间为
(π-arcsin
粒子射出磁场与下一次进入磁场位置间的距离x2始终不变,与N0′N1相等.
由图可以看出:x2=a⑦
设粒子最终离开磁场时,与档板相碰n次(n=0、1、2、3…).若粒子能回到P点,由对称性,
出射点的x坐标应为-a,
即(n+1)x1-nx2=2a ⑧
由⑦⑧两式得x1=
n+2 |
n+1 |
若粒子与挡板发生碰撞,有x1-x2>
a |
4 |
联立⑦⑨⑩得 n<3
联立②⑥⑨得v=
qB |
2msinθ |
n+2 |
n+1 |
把sinθ=
h | ||
|
当n=0,v0=
qBa
| ||
mh |
当n=1,v1=
3qBa
| ||
4mh |
当n=2,v2=
2qBa
| ||
3mh |
答:(1)粒子在磁场中运动的轨道半径R=
mv |
qB |
(2)粒子从N0点射入磁场到第一次穿出磁场所经历的时间为
2m |
qB |
h | |||||||||||
|