小题1:
m/s
小题2:
T
小题3:
s
(1)如图所示,由几何关系得离子在磁场中运动时的轨道半径
(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(1分)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 r 2由几何关系知:
(m)(1分)
离子在有附加磁场时运动半径为 r 3 .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)