题目内容
空间中有两匀强磁场,磁场有一分界线,分界线上有M、N两点,两点距离为MN =8×10-2m,两磁场的磁感应强度分别为B1=0.1T,B2=0.3T。一带电量为q=1×10-10C,质量为m=l×10-15kg的带电粒子,从M点以速度v=3×102 m/s,沿与MN成30°角的方向进入B1运动。求粒子从M点出发后,达到N点所需要的时间。(不计粒子的重力)
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带电粒子在B1中做圆周运动的半径为r1,根据牛顿第二定律有
………(2分)
………(2分)
同理,在B2中做圆周运动的半径为
………(2分)
粒子在B1中运动的周期为
………(2分)
粒子在B2中的运动周期为
………(2分)
粒子从MN点出发后,
第一次从B1进入B2时,粒子向下移动的距离为
y1=r1=3r2
第二次从B1进入B2时,粒子向下移动的距离为
y2=5r2
……
yn=(2n+1)r2 n=1、2、3 …(2分)
第一次从B2进入B1时,粒子向下移动的距离为
y'1=r1-r2=2r2
第二次从B2进入B1时,粒子向下移动的距离为
y'2=4r2
……
y'n=2nr2 n=1、2、3 ………(2分)
由于
,因此粒子在第四次从B2进入B1时,通过N点。
……(2分)
所以粒子从M出发后,运动到N点所需要的时间为
…(3分)
评分标准:参考以上标准给分。其它解法只要正确,同样给分。