在如图(a)所示的正方形平面oabc内存在着垂直于该平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,已知正方形边长为L.一个质量

1个回答

  • (1)若带电粒子从a点射出磁场,则做圆周运动的半径为r=

    L

    2

    所需时间t=

    T

    2 =

    πm

    qB

    又根据 m

    v 0 2

    r =B qv 0

    得 v 0 =

    BqL

    2m

    (2)要使粒子从oa边射出,其临界状态轨迹如图(1)所示

    则有sinα=

    1

    2

    α=30°

    在磁场变化的半个周期内,粒子在磁场中旋转150°角,运动时间t=

    5

    12 T 0 =

    5πm

    6 qB 0

    而t=

    T

    2

    所以磁场变化的最小周期为T=

    5πm

    3 qB 0

    (3)若使粒子从b点沿着ab方向射出磁场,轨迹如图(2).

    在磁场变化的半个周期内,粒子在磁场中旋转的角度为2β,其中β=45°,

    T

    2 =

    T 0

    4

    所以磁场变化的周期为T=

    πm

    qB 0

    每一个圆弧对应的弦长OM为s=

    2

    n L(n=2,4,6…)

    圆弧半径r=

    s

    2 =

    L

    n (n=2,4,6…)

    由 m

    v 0 2

    r =B qv 0 ,得 v 0 =

    BqL

    nm (n=2,4,6…)

    (1)带电粒子在磁场中运动的时间为

    πm

    qB 及初速度大小为

    BqL

    2m ;

    (2)磁感应强度B变化周期T的最小值为

    5πm

    3 qB 0 ;

    (3)满足这一条件的磁感应强度变化的周期T为

    πm

    qB 0 ,粒子射入磁场时的速度v 0

    BqL

    nm (n=2,4,6…).

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