如图所示,在x轴上方及下方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,上方磁场的磁感应强度大小为B、下方磁场的磁感应强度大小为[B/

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  • (1)粒子在磁场中做圆周运动,运动轨迹如图所示:

    粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛仑兹力提供向心力,

    由牛顿第二定律得:Bqv=m

    v2

    r,解得:r=

    mv

    Bq,

    如图所示,在x轴上方做圆周运动时,有:r1=

    mv0

    Bq,

    在x轴下方做圆周运动时,有:r2=

    mv0

    B

    3×q=

    3mv0

    Bq,

    粒子第二次到达x轴时离O点的距离:d=2r2-2r1=

    4mv0

    qB;

    (2)粒子在磁场中做圆周运动的周期:T=

    2πm

    Bq,

    如图所示,在x轴上方做圆周运动时,有t1=

    1

    2T1=

    1

    2πm

    Bq=

    πm

    Bq,

    在x轴下方做圆周运动时,有t2=

    1

    2T2=

    1

    2πm

    B

    3×q=

    3πm

    Bq,

    则第二次到达x轴所用时间:t=t1+t2=

    4πm

    Bq;

    答:(1)射出后粒子第二次到达x轴时离O点的距离为

    4mv0

    qB,该过程粒子运动的轨迹如图所示;(2)射出后粒子经过[4πm/qB]第二次到达x轴.

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