题目内容

一质量为m、带电量为q的带电粒子以某一初速射入如图所示的匀强磁场中(磁感应强度为B,磁场宽度为L),要使此带电粒子穿过这个磁场,则带电粒子的初速度应为多大?
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由于不知道粒子的电性,所以要分为两种情况来分析
(1)若带电粒子带正电
带电粒子在磁场中沿逆时针方向运动,当运动轨迹刚好与磁场右边界相切时,轨道半径R-Rcosθ=L
则有R=
L
1-cosθ
,又因R=
mv
qB

则速度为v=
qBL
m(1-cosθ)

即带电粒子要穿过磁场,速度要大于
qBl
m(1-cosθ)

(2)若带电粒子带负电
带电粒子在磁场中沿顺时针方向运动,当运动轨迹刚好与磁场右边界相切时,轨道半径R+Rcosθ=L
R=
L
1+cosθ
,又因R=
mv
qB

则速度v=
qBL
m(1+cosθ)

带电粒子要穿过磁场,速度要大于
qBL
m(1+cosθ)

答:带正电的粒子要穿过磁场,速度要大于
qBL
m(1-cosθ)
,带负电的粒子要穿过磁场,速度要大于
qBL
m(1+cosθ)
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