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如图所示,在坐标原点有一放射源放出质量为m、带电量为+q的粒子,假设粒子的速率都为v,方向均沿纸面.现在x<a的区域加一垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为,不计粒子的重力.求:(1)粒子在磁场中运动的最短时间是多少?

2)为了使粒子不离开磁场,在x=处放一块与y轴平行的挡板,该挡板能吸收所有打到它上面的粒子,则板的长度至少为多少?

答案

1)粒子在磁场中运动,洛伦兹力提供向心力

…………(2分)

…………(4分)

如图所示,当粒子从x=a这一点离开磁场时时间最短

…………(4分)

2

 

1

 

O

 

y

 

x

 

a

 
2)要使粒子不离开磁场,两种临界情况如图所示,

即挡板的最高点为

…………(4分)

最低点为

…………(4分)

所以挡板长度为

d=y1-y2=…………(4分)

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