摘要:地球周围存在磁场.由太空射来的带电粒子在此磁场中的运动称为磁漂移.以下是描述的一种假设的磁漂移运动.在某真空区域有一带正电的粒子在x=0.y=0处沿y方向以速度v0运动.空间存在垂直纸面的匀强磁场.在y>0的区域中.磁感应强度为B1.在y<0的区域中.磁感应强度为B2.且B1 与B2的方向相同.B1<B2.粒子在磁场区域内沿x方向作磁漂移运动.如图所示. (1)问:磁感应强度B1与B2的方向如何? (2)把粒子出发点x = 0处作为第0次通过x轴.求至第2次过x轴的过程中.在x轴方向的平均速度v与v0之比. (3)若把粒子出发点x = 0处作为第0次通过x轴.求至第n次过x轴的过程中.在x轴方向的平均速度v与v0之比.(n为奇数) 解:(1)磁感应强度B1与B2的方向垂直纸面向外. (2)设带电粒子的电荷量为q.质量为m.在B1 和B2中运动轨道半径分别为r1和r2.周期分别为T1和T2.由 和得 ① ② ③ ④ 粒子第2次过x轴.沿x轴的位移x = 2(r1-r2) ⑤ 运动的时间 ⑥ 平均速度 ⑦ 则由①②③④⑤⑥⑦式得: (3)粒子第n次过x轴的位移x = ⑧ 经过的时间 ⑨ 联立⑦⑧⑨式解得: ⑩
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(1)问:磁感应强度B1与B2的方向如何?
(2)把粒子出发点x=0处作为第0次通过x轴,求至第2次过x轴的过程中,在x轴方向的平均速度v与v0之比.
(3)若把粒子出发点x=0处作为第0次通过x轴,求至第n次过x轴的过程中,在x轴方向的平均速度v与v0之比.(n为奇数)
地球周围存在磁场,由太空射来的带电粒子在此磁场的运动称为磁漂移,以下是描述的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向外的匀强磁场,在y>0的区域中,磁感应强度为B1,在y<0的区域中,磁感应强度为B2,B2>B1,如图4所示.
(1)把粒子出发点x=0处作为第0次过x轴,求至第n次过x轴的整个过程中,在x轴方向的平均速度v与v0之比.(n只取奇数)
(2)若B2:B1=4,当n很大时,v:v0趋于何值?
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地球周围存在磁场,由太空射来的带电粒子在此磁场的运动称为磁漂移,以下是描述的一种假设的磁漂移运动,一带正电的粒子(质量为m,带电量为q)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向外的匀强磁场,在y>0的区域中,磁感应强度为B1,在y<0的区域中,磁感应强度为B2,B2>B2,如图所示,若把粒子出发点x=0处作为第0次过x轴.求:
(1)粒子第一次过x轴时的坐标和所经历的时间.
(2)粒子第n次过x轴时的坐标和所经历的时间.
(3)第0次过z轴至第n次过x轴的整个过程中,在x轴方向的平均速度v与v0之比.
(4)若B2∶B1=2,当n很大时,v∶v0趋于何值?