(1)如图所示,由几何关系得离子在磁场中运动时的轨道半………………………(2分) 离子在磁场中做匀速圆周运动,洛仑兹力提供向前心力
求得:m/s…………………………(2分) (2)由知,B越小,r越大。设离子在磁场中最大半径为R 由几何关系得:m……………………………………………………………(2分) 由牛顿运动定律得 求得T……………………………………………………………………(2分) 则外加磁场T…………………………………………………………(1分) (3)离子在原磁场中运动周期 s 离子在磁场中运动第一次遇到外加磁场的过程中轨迹对应的圆心角 …………………………………………(2分)
此时施加附加磁场时离子在磁场中能做的圆周运动的最大半径为r2 由几何关系知:(m) 离子在有附加磁场时运动半径为r3 则,求得m 因,所以离子能做完整的圆周运动…………………………………(2分) 离子在外加磁场后时, s 对照外加磁场的规律可知,每隔s离子在周期性外加磁场时,离子恰可做一次完整的匀速圆周运动,共做三次,最后在A点离开磁场。 离子从O点进入到A点射出的总时间为 s……………………………………………………(3分) 本题有其它解法,正确的可对照评分标准给分。 |