如图所示,空间某平面内有一条折线是磁场的分界线,在折线的两侧
如图所示,空间某平面内有一条折线是磁场的分界线,在折线的两侧分布着方向相反、与平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小都为
B。折线的顶角∠A=90°,
P、
Q是折线上的两点, AP=AQ=
L。现有一质量为
m、电荷量为
q的带负电微粒从
P点沿PQ方向射出,不计微粒的重力。
(1)若
P、
Q间外加一与磁场方向垂直的匀强电场,能使速度为
v0射出的微粒沿PQ直线运动到Q点,则场强为多大?
(2)撤去电场,为使微粒从
P点射出后,途经折线的顶点
A而到达
Q点,求初速度
v应满足什么条件?
(3)求第(2)中微粒从P点到达
Q点所用的时间。
⑴由电场力与洛伦兹力平衡得:
qE=
qv0B得:
E=
v0B⑵根据运动的对称性,微粒能从
P点到达
Q点,应满足

其中
x为每次偏转圆弧对应的弦长,偏转圆弧对应的圆心角为

或

。

设圆弧的半径为
R,则有2
R2=
x2,可得:

又

由①②③式得:

,
n=1、2、3、⑶当
n取奇数时,微粒从
P到
Q过程中圆心角的总和为

,

,其中
n=1、3、5、当
n取偶数时,微粒从
P到
Q过程中圆心角的总和为


,其中
n=2、4、6、