如图所示,在坐标xoy中,第一象限内充满着两个匀强磁场

如图所示,在坐标xoy中,第一象限内充满着两个匀强磁场
如图,在空间中有一坐标系xOy,其第一象限内充满着两个匀强磁场区域I和II,直线OP是它们的边界,区域I中的磁感应强度为B,方向垂直纸面向外;区域II中的磁感应强度为2B,方向垂直纸面向内,边界上的P点坐标为(4L,3L).一质量为m电荷量为q的带正粒子从P点平行于y轴负方向射入区域I,经过一段时间后,粒子恰好经过原点O,忽略粒子重力,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
粒子从P点运动到O点的时间最少为多少?
解析:粒子进入磁场中受到洛伦兹力而做匀速圆周运动,由题:粒子从P进入磁场Ⅰ后恰好经过原点O,必定返回磁场,才能经过原点O,画出轨迹.所以粒子先在磁场I区中做顺时针的圆周运动,后在磁场II区中做逆时针的圆周运动,然后从O点射出,这样粒子从P点运动到O点所用的时间最短.


为什么粒子从P进入磁场Ⅰ后恰好经过原点O,不是最短时间呢?

elaine_leong 1年前 已收到1个回答 举报

亿万小妞 幼苗

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带电粒子只在I区中运动不能到达O点.
只考虑I区域,单边界问题,若带电粒子从I区域直接射到O点
则轨迹在O点与OP线的夹角应该为53°,但是OP与x轴的夹角只有37°
所以轨迹必将先穿过x轴再到O点,题中只有第一象限有磁场,粒子到第四象限之后不会再继续偏转
故此,由P点射出的粒子不能直接射到O点

1年前

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