Question

（20分）如圖所示. 半徑分別為a、b的兩同心虛線(xiàn)圓所圍區(qū)域分別存在電場(chǎng)和磁場(chǎng)，中心O處固定一個(gè)半徑很小（可忽略不計(jì)）的金屬球，在小圓空間內(nèi)存在沿水平的徑向輻向電場(chǎng)。小圓周與金屬球間電勢(shì)差為U，兩圓之間存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，設(shè)有一個(gè)帶負(fù)電的粒子從金屬球表面沿x軸正方向以很小的初速度逸出，粒子質(zhì)量為m，電荷量為q.（不計(jì)粒子的重力，忽略粒子逸出的初速度）求：
（1）粒子到達(dá)小圓周上時(shí)的速度為多大？
（2）粒子以（1）中的速度進(jìn)入兩圓間的磁場(chǎng)中，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)超過(guò)某一臨界值時(shí)，粒子將不能到達(dá)大圓周，求此磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值B.
（3）若磁感應(yīng)強(qiáng)度取（2）中最小值，且，要使粒子恰好第一次沿逸出方向的反方向回到原出發(fā)點(diǎn)，粒子需經(jīng)過(guò)多少次回旋？并求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.（設(shè)粒子與金屬球正碰后電量不變且能以原速率原路返回）

Answer 1

（1）
（2）
（3）4個(gè)回旋，

解析