题目内容
【题目】如图,空间存在方向垂直于纸面(xOy平面)向里的磁场.在x≥0区域,磁感应强度的大小为B0;x<0区域,磁感应强度的大小为2B0.一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场,此时开始计时,当粒子的速度方向再次沿x轴正向时,求:(不计重力)
(1)粒子运动的时间;
(2)粒子与O点间的距离.
【答案】(1) (2)
【解析】
(1)粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力做向心力,
粒子在第一象限磁场转过半个周期,然后在第二象限磁场转过半个周期,然后粒子再次进入第一象限,速度方向沿x正方向;
粒子在磁场中做圆周运动的周期:,,
粒子在磁场中的运动时间:;
(2)由牛顿第二定律得:qv0B=m,
解得:,,,
此时粒子与O点间的距离:d=2(r1-r2)=;
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