粒子进入磁场后,由洛伦兹力提供向心力,做匀速圆周运动,设单位时间t=
π
6 ×1 0 -4 s.则
在第一个t内,B 1=1×10 -2T
由qvB 1=m
v 2
R 1
得,R 1=
mv
q B 1 =0.1m
T 1=
2πm
q B 1 =2π×10 -4s
故t=
1
12 T 1
则粒子在第一个t内,在磁场中转过的圆心角为30°.
在第二个t内,B 2=12×10 -2T
T 2=
2πm
q B 2 =
π
6 ×1 0 -4 s
则t=T 2,
故粒子在第二个和第三t内刚好做两个完整的圆周运动,第四个t内的运动与第一t内的相同,第五、六个t内的运动又与第二、第三个t内的相同,到第七个t末,粒子刚好出磁场,
由上分析可知,粒子在磁场中运动时间为
t′=7t=
7
6 π×1 0 -4 s ,运动轨迹如图,离开磁场时的位置坐标为(0.1,0.1)
答:粒子在磁场中的运动时间是
7
6 π×1 0 -4 s ,离开磁场时的位置坐标为(0.1,0.1).