Question

如圖所示的坐標平面內，在y軸的左側存在垂直紙面向外、磁感應強度大小B₁=0.20T的勻強磁場，在y軸的右側存在垂直紙面向里、寬度d=12.5cm的勻強磁場B₂．某時刻一質量m=2.0×10^-8kg、電量q=+4.0×10^-4C的帶電微粒（重力可忽略不計），從x軸上坐標為（-0.25m，0）的P點以速度v=2.0×10³ m/s沿y軸正方向運動．試求：

（1）微粒在y軸的左側磁場中運動的軌道半徑；

（2）微粒第一次經過y軸時速度方向與y軸正方向的夾角；

（3）要使微粒不能從右側磁場邊界飛出，B₂應滿足的條件

Answer 1

（1）設微粒在y軸左側做勻速圓周運動的半徑為r₁，轉過的圓心角為θ

       

代入數據得  r₁=0.5m  

（2）粒子在磁場中運動的軌跡如圖

有幾何關系得      

θ=60°                  

（3）設粒子恰好不飛出右側磁場時，磁感應強度為B₀，運動半徑為r₂，其運動軌跡如圖

有幾何關系得    

r₂=0.25m

由得  B₀=0.4T 

所以磁場滿足B₀≥0.4T