如图所示,在x轴上方及下方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,上方磁场的磁感应强度大小为B、下方磁场的磁感应强度大小为[B/
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(1)粒子在磁场中做圆周运动,运动轨迹如图所示:

粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛仑兹力提供向心力,

由牛顿第二定律得:Bqv=m

v2

r,解得:r=

mv

Bq,

如图所示,在x轴上方做圆周运动时,有:r1=

mv0

Bq,

在x轴下方做圆周运动时,有:r2=

mv0

B

3×q=

3mv0

Bq,

粒子第二次到达x轴时离O点的距离:d=2r2-2r1=

4mv0

qB;

(2)粒子在磁场中做圆周运动的周期:T=

2πm

Bq,

如图所示,在x轴上方做圆周运动时,有t1=

1

2T1=

1

2πm

Bq=

πm

Bq,

在x轴下方做圆周运动时,有t2=

1

2T2=

1

2πm

B

3×q=

3πm

Bq,

则第二次到达x轴所用时间:t=t1+t2=

4πm

Bq;

答:(1)射出后粒子第二次到达x轴时离O点的距离为

4mv0

qB,该过程粒子运动的轨迹如图所示;(2)射出后粒子经过[4πm/qB]第二次到达x轴.

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