Question

如圖所示，在x＜0與x ＞0的區(qū)域中，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B₁與B₂的勻強(qiáng)磁場，磁場方向均垂直于紙面向里，且B₁＞B₂。一個帶負(fù)電荷的粒子從坐標(biāo)原點O以速度V沿x軸負(fù)方向射出，要使該粒子經(jīng)過一段時間后又經(jīng)過O點，B₁與B₂的比值應(yīng)滿足什么條件？

 

 

 

 

 

 

Answer 1

【答案】

                                                    ＝1，2，

【解析】粒子在整個過程中的速度大小恒為，交替地在平面內(nèi)與磁場區(qū)域中做勻速圓周運動，軌道都是半個圓周.設(shè)粒子的質(zhì)量和電荷量的大小分別為和，圓周運動的半徑分別為和，有

得分得分    ①              ②

現(xiàn)分析粒子運動的軌跡.如圖所示，在平面內(nèi)，粒子先沿半徑為的半圓運動至軸上離點距離為的點，接著沿半徑為的半圓運動至點，的距離  ③

此后，粒子每經(jīng)歷一次“回旋”（即從軸出發(fā)沿半徑為的半圓和半徑為的半圓回到原點下方的軸），粒子的坐標(biāo)就減小.設(shè)粒子經(jīng)過次回旋后與軸交于點，若即滿足 ④則粒子再經(jīng)過半圓就能經(jīng)過原點，式中＝1，2，3，……為回旋次數(shù).由③④式解得

                  ＝1，2，3，……       ⑤

聯(lián)立①②⑤式可得、應(yīng)滿足的條件：                ＝1，2，