题目内容
【题目】如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场。一个带电粒子X第一次从x轴上的P1点以一定的速度进入磁场。已知粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成600角，粒子穿过y轴正半轴的P2点时方向沿一x方向，粒子X从x轴上的P3点离开磁场。该带电粒子X第二次以相同的速度仍从P1点进入磁场，经过P2点时与一个静止的不带电的粒子Y发生正磁并立即结合为一个整体Z继续运动，离开磁场时经过x轴上的P4点。已知粒子X和粒子Y质量均为m，两个粒子的重力均不计。求：
（1）两次粒子离开磁场的位置P3、P4之间的距离d
（2）粒子第一次与第二次在磁场中运动时间之比
【答案】（1）d=0（2）
【解析】（1）粒子X第一次在磁场中做匀速圆周运动由
得
粒子X第二次在磁场中运动到P2点与粒子Y碰撞，根据动量守恒
）
同理可得粒子Z运动的轨道半径
）
所以P3、P4之间的距离d=0
粒子X第一次在磁场中运动了2400，运动时间
其中
得
，粒子Z运动周期
粒子第二次在磁场中运动时间
得
，所以
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