t=T=×=.
答 (1)负电荷 (2)B
二、带电粒子在有界磁场中运动的临界问题
带电粒子刚好穿出或刚好不穿出磁场的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切.解题关键是从轨迹入手找准临界点.
1.当粒子的入射方向不变而速度大小可变时,由于半径不确定,可从轨迹圆的缩放中发现临界点.
2.当粒子的入射速度大小确定而方向不确定时,轨迹圆大小不变,只是位置绕入射点发学生了旋转,可从定圆的动态旋转中发现临界点.
例2 真空区域有宽度为L、磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向如图4所示,MN、PQ是磁场的边界.质量为m、电荷量为+q的粒子沿着与MN夹角为θ=30°的方向垂直射入磁场中,粒子刚好没能从PQ边界射出磁场(不计粒子重力的影响),求粒子射入磁场的速度及在磁场中运动的时间.
图4
解析 粒子刚好没能从PQ边界射出磁场,
设轨迹半径为r,
则粒子的运动轨迹如图所示,
L=r+rcos θ,
轨迹半径r==.
由半径公式r=得:
v=;
由几何知识可看出,
轨迹所对圆心角为300°,
则运动时间t=T=T,
周期公式T=,所以t=.