根据题意,粒子经AB、AC的中点反弹后能以最短的时间射出框架,即粒子的运动半径是0.5 m,
由牛顿第二定律得:Bqv= m
v 2
R
由 R=
mv
Bq ,
代入数据解得v 1=5m/s.
(2)当粒子的速度为1m/s时,其半径为R 2=0.1m,
其运动轨迹如图,可知粒子在磁场中运动了6.5个周期.
由
2πR
v =T,得T=
2πm
Bq , 解得T=0.2π(s)
故经t=1.3π(s)粒子能从P点出来.
答:(1)为使小球在最短的时间内从P点出来,小球的入射速度v 1是5m/s;
(2)若小球以v 2=1m/s的速度入射,则需经过1.3πs时间才能由P点出来.