题目内容

【题目】如图所示,半径分别为R1、R2的两个同心圆,圆心为O,小圆内有垂直纸面向里的磁场,磁感应强度为B1,大圆外有垂直纸面的磁感应强度为B2的磁场,图中未画出,两圆中间的圆环部分没有磁场。今有一带正电粒子(质量为m,带电荷量为q)从小圆边缘的A点以速度v沿AO方向射入小圆的磁场区域,然后从小圆磁场中穿出,此后该粒子第一次回到小圆便经过A点,带电粒子重力不计,求:

(1)若v=,则带电粒子在小圆内的运动时间t为多少;

(2)磁感应强度B1与B2的比值.

【答案】(1) t= (2)

【解析】

(1)依据牛顿第二定律,结合向心力表达式,及几何关系,即可求解;

(2)依据几何关系,结合粒子在磁场中圆周运动的半径公式,即可求解B1与B2的比值.

(1)带正电粒子在小圆内做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,有:

解得:

由几何关系可知粒子在小圆内的轨迹圆弧的圆心角为

则:

解得:

(2)由几何关系可得:

因此:

解得:

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