题目内容

【题目】如图所示,在平面直角坐标系xOy(x≥0,y≥0)内,存在垂直纸面向里的两个匀强磁场图中未画出),磁感应强度大小分别用B1、B2表示,OM是两个磁场的分界面,且与x轴正方向的夹角为,一带正电的粒子(重力不计)从坐标原点O沿x轴正方向射入磁场B1中,之后粒子在磁场B2中的运动轨迹恰与y轴相切,但未离开磁场,题中B1、B2为未知量。求:

(1)两磁场磁感应强度B1B2的比值;

(2)从该粒子进入磁场B1到第二次经过边界OM时,粒子在磁场B1B2中运动的时间之比。

【答案】(1)(2)

【解析】(1)设带电粒子在中运动的半径为,在中运动的半径为,粒子运动的轨迹如

图所示:

由图中几何关系得:

由牛顿第二定律得:

联立解得:

(2)设带电粒子在磁场中运动的周期为,则:

联立解得:

同理得带电粒子在磁场中运动的周期:

由粒子运动的轨迹可知:

粒子在磁场中运动对应的圆心角为,则运动的时间

粒子在磁场中运动对应的圆心角为,则运动的时间

则粒子在两磁场中的运动时间之比:

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