Question

【題目】如圖所示的xOy平面直角坐標(biāo)系內(nèi)，在x≤a的區(qū)域內(nèi)，存在著垂直于xOy平面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，位于坐標(biāo)原點O的粒子源在xOy平面內(nèi)沿各個方向發(fā)射速率相同的同種帶正電的粒子．已知沿y軸正方向發(fā)射的粒子經(jīng)時間t0恰好從磁場的右邊界P(a，a)射出磁場．不計粒子的重力與相互作用力，求：

(1)粒子的比荷；

(2)磁場右邊界有粒子射出區(qū)域的長度。

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】

（1）所有粒子在磁場中做運(yùn)速圓周運(yùn)動的半徑r相同，對沿y軸正方向發(fā)射的粒子，從P點射出磁場。其運(yùn)動的軌跡如圖1所示.

由幾何知識得

可得

可知

=60°

故此粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡圓弧對應(yīng)的圓心角為120°，運(yùn)動的時間為圓周運(yùn)動周期的，即

可得

（2）如圖2所示，當(dāng)粒于軌跡圓直徑的另一端點落在磁場的右邊界上時，即為粒子從磁場右邊界射出的最高點，

則

得

當(dāng)粒子軌跡圓與磁場的右邊界相切時.即為粒子從磁場布邊界射出的最低點。則

得

故粒子從磁場右邊界射出的區(qū)域長度為

.