题目内容

在实验室中,需要控制某些带电粒子在某区域内的滞留时间,以达到预想的实验效果。现设想在xOy的纸面内存在以下的匀强磁场区域,在O点到P点区域的x轴上方,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,在x轴下方,磁感应强度大小也为B,方向垂直纸面向里,OP两点距离为x0(如图所示)。现在原点O处以恒定速度v0不断地向第一象限内发射氘核粒子。

(1)设粒子以与x轴成45°角从O点射出,第一次与x轴相交于A点,第n次与x轴交于P点,求氘核粒子的比荷(用已知量B、x0、v0、n表示),并求OA段粒子运动轨迹的弧长(用已知量x0、v0、n表示)。

(2)求粒子从O点到A点所经历时间t1和从O点到P点所经历时间t(用已知量x0、v0、n表示)。

(1)由 ①,         ②,

由几何关系知,粒子从A点到O点的弦长为,由题意

; (n=1、2、3……)                 ③

氘核粒子的比荷                  ④

由几何关系   ,               ⑤

由以上各式得                    ⑥

(2)粒子从O点到A点所经历时间      ⑦

从O点到P点所经历时间;(n=1、2、3……)    ⑧


解析:

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