题目内容

如图所示,在xOY坐标系第一、四象限分别有磁感强度为B1、B2的匀强磁场,已知B2=3B1,磁场方向均垂直纸面向外。今有一质量为m,带电量为q 的带正电的粒子,自O点出发在xOy平面内,沿与x轴30°角的方向,以初速度vo射入磁场。(不计粒子的重力)

(1)画出粒子运动轨迹示意图。

(2)粒子从O点射出到第一次通过x轴的过程中所经历的时间,并确定出粒子第一次通过x轴的点的坐标。

(1)见解析。

(2)


解析:

(1)根据左手定则,粒子在两个磁场中的圆周运动方向没有发生变化,但半径不同,

根据牛顿第二定律…………………w.w.w.k.s.5.u.c.o.m… ①

可得:知,,即。

由数学知识知,在B1中的圆心角为60°,弦长与半径相等,在B2中的圆心角为300°,弦长与半径也相等,故在B2中的相邻圆轨道外切,如下图所示(5分)

(2)由……………………………②

①②联立可得…………………③

所以第一次通过x轴经历的时间

,

第一次通过x轴的位置坐标

(评分标准:(1)5分;画图要体现出第四象限中轨迹外切;(2)5分)

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