题目内容
【题目】如图所示,在x轴上方有磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场.x轴下方有磁感应强度大小为
,方向垂直纸面向外的匀强磁场.一质量为m、电荷量为-q的带电粒子(不计重力),从x轴上O点以速度v0垂直x轴向上射出.求:
(1)射出之后经多长时间粒子第二次到达x轴?
(2)粒子第二次到达x轴时离O点的距离.
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【答案】(1)
(2)![]()
【解析】
粒子射出后受洛伦兹力做匀速圆周运动,运动半个圆周后第一次到达x轴,以向下的速度v0进入x轴下方磁场,又运动半个圆周后第二次到达x轴.如下图所示.
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(1)由牛顿第二定律
①
T=
②
得
T1=![]()
T2=![]()
粒子第二次到达x轴需时间
t=
T1+
T2=
.
(2)由①式可知
r1=![]()
r2=![]()
粒子第二次到达x轴时离O点的距离
x=2r1+2r2=![]()
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