解题思路:(1)根据牛顿第二定律,列出洛伦兹力提供向心力的方程,从而即可求解;
(2)根据题意画出运动轨迹,根据圆周运动的周期公式与几何特性相结合,从而求解.
(1)
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0.5m,由牛顿第二定律得:Bqv=
mv2
R
由 R=
mv
Bq,代入数据解得v1=5m/s.
(2)当粒子的速度为1m/s时,其半径为R2=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v1是5m/s.
(2)若小球以v2=1m/s的速度入射,则需经过1.3πs才能由P点出来.
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动.
考点点评: 考查牛顿第二定律的应用,掌握圆周运动的半径与周期公式,注意正确画出运动轨迹图,体现几何的特性.