题目内容
(16分)如图所示,无限宽广的匀强磁场分布在xoy平面内,x轴上下方磁场均垂直xoy 平面向里,x轴上方的磁场的磁感应强度为B,x轴下方的磁场的磁感应强度为4B/3。 现有一质量为m,电量为—q带负电粒子以速度v0从坐标原点O沿y方向进入上方磁场。在粒子运动过程中,与x轴交于若干点。不计粒子的重力。求:
(1)在与x轴的所有交点中,粒子两次通过同一点的坐标位置。
(2)先后通过x轴上同一点的时间间隔。
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(16分)
解:(1)粒子在x轴上方磁场做匀速圆周运动半径r1,下方磁场中做匀速圆周运动半径r2
由
(3分)
在磁场中运动轨迹如图所示,如把x上方运动的半周与x下方运动的半周称为一周期的话,则每经过一周期,在x轴上粒子右移
(2分)
则在每4周期刚结束时粒子第二次经过
的这一点,以后每过一周期将会出现符合要求的点。
故
(4分)(式中k取1、2、3……)
(2)x上方的周期为T1,x下方的周为T2,
(2分)
(2分)
先后通过的时间间隔
(3分)
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