题目内容
【题目】如图所示，以MN为界的两匀强磁场，MN边界上方的磁感应强度
大于下方的磁感应强度
，有一长为l的平直挡板与分界线重合，在挡板的正中有一带正电粒子，从O点沿图示方向进入中，假设粒子与挡板发生碰撞时没有能量损失，且粒子在下方磁场中运动时不会与挡板发生碰撞，不计粒子重力，若粒子最终能回到出发点.
（1）试画出粒子运动轨迹。
（2）求满足条件的磁感应强度
的比值范围。
【答案】（1）见解析（2）
（n=1，2，3…）
【解析】
如图所示，粒子从O点飞出时，沿逆时针方向旋转，若经过n次碰撞后，恰好从挡板边缘C点进入MN的下方，由于粒子在MN的下方磁场区域运动时不与挡板发生碰撞，则会按轨迹①运动；也有可能在C点发生碰撞后再在上方磁场中旋转半周后进入MN的下方磁场，则粒子会按轨迹②运动。
根据图中粒子运动轨迹示意图可知，当粒子在MN上方磁场中运动时，根据图中几何关系可得：
（n=1，2，3…），
在
磁场中根据洛伦兹力提供向心力可得：
联立得：
①若粒子在
磁场中按轨迹①运动，则有几何关系可得
同理有
联立得：
则有
（n=1，2，3…）
②若粒子在磁场中按轨迹②运动，则有几何关系可得
同理有
联立得：
（n=1，2，3…）
则有
（n=1，2，3…）
联立以上关系可得
（n=1，2，3…）。
练习册系列答案
期末集结号系列答案
相关题目
