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?
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?
(1)粒子在磁场中运动,洛伦兹力提供向心力
…………(2分)
得
…………(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)