如图所示,M、N、P为很长的平行边界面,M与N和M与P间的间距分别为l1、l2,其间有方向都垂直于纸面向里匀

2025-05-20 13:19:24
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回答1:

(1)设粒子速度大小为υ0时恰好能进入Ⅱ磁场,则进入Ⅱ磁场时速度恰好沿M边界,所以半径为:
r=l1           
由qυ0B=m

v
l1
       
得:υ0=
qBl1
m
      
(2)粒子在磁场中运动由qυ1B=m
v
r1
   
得:r1=2l1     
所以,粒子在Ⅰ磁场中作匀速圆周运动对应的圆心角为:α=
π
6
   
第一次穿过Ⅰ磁场的时间为:t1=
T
l2
=
πm
6B1q
     
(3)设粒子速度为υ时,粒子在磁场B2中的运动轨迹恰好与P边界相切,轨迹如图,
 
由qυB=m
υ2
R
 
得到:R1=
mv
qB1
     
 R2=
mv
qB2
      
又sinθ=
l1
R1
qB1l1
mv1
    
粒子在B2中运动时有:R2-R2sinθ=l2    
联立解得:υ=
qB1l1+qB2l2
m

答:(1)要使粒子能穿过磁场区域Ⅰ进入磁场区域Ⅱ,粒子的初速度υ0至少应为υ0=
qBl1
m

(2)若粒子进入磁场区域Ⅰ的初速度υ1=
2qB1
m
,则粒子第一次穿过磁场区域Ⅰ的时间t1是=
πm
6B1q

(3)当粒子初速度υ为