题目内容
如图是真空中一边长均为L 的矩形管的截面,在上、下两管壁的中点a、b两个小孔,矩形管中有垂直纸面、磁感应强度为B的匀强磁场。现有一质最为m电荷盆为q的粒子从a孔垂直于管壁射人管中(粒子的重力不计,在管中粒子与管壁相碰后反弹速度大小不变)。欲使该粒子能从b孔垂直于管壁飞出,求:
(1)若粒子在管内运动的时间最短,其射人速度。应为多少?此时粒子在管中运动的时间是多少?
(2)能够保证粒子从b孔垂直管壁飞出的速度表达式。
解:(1)粒子在管内与管壁碰撞一次飞出时间最短, 此时有 t=
,R=
又∵ T=
,R=
解得 t=
,v=
(2)欲使粒子从b孔垂直飞出,其在管中运动的半径须满足 R=
∵R=
∴v=
n=1、2、3
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