题目内容
地球周围有磁场,由太空射来的带电粒子在此磁场中的运动称为磁漂移。以下描述的是一种假设的磁漂移运动。一带正电的粒子在x=0、y=0处沿y方向以某一速度v0运动,空间存在垂直于图中纸面向外的匀强磁场,在y>0的区域中,磁感强度为B1,在y<0的区域中磁感强度为B2,B2 >B1,如图所示。
⑴ 把粒子在出发点x=0处作为第0次过x轴,试求粒子到第n次过x轴整个过程中,在x轴方向的平均速度v与v0之比,n只取奇数。
⑵ 若B2 :B1= 4,当n很大时,v:v0趋于何值。
(1)(2)趋于
解析:
(1)设粒子的电量为q,质量为m,在B1和B2中运动轨道的半径分别为r1和r2,周期分别是T1和T2。则由 可得
①; ② ③ ④
设用x表示第n次(n取奇数)过x轴时沿x方向的位移的大小,用t表示从开始到此时的时间,则有
⑤
⑥
由①到⑥可得
⑦
(2)若,则当n很大时,趋于 ⑧
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