再考虑N的右侧.任何α粒子在运动中离S的距离不可能超过2R,以2R为半径、S为圆心作圆弧,交ab于N右侧的P2点,此即右侧能打到的最远点.
从图中几何关系得
NP2=,
所求长度为P1P2=NP1+NP2,
代入数据解得P1P2=20 cm.
答案 20 cm
带电粒子在多磁场中的运动,一般是指带电粒子在两个相邻匀强磁场中的运动.解决此类问题的一般思路:
(1)根据题中所给的条件,画出粒子在两磁场中做匀速圆周运动的轨迹;
(2)根据画出的轨迹,找出粒子在两磁场中做匀速圆周运动的圆心和半径;
(3)适当添加辅助线,运用数学方法计算出粒子在两磁场中的轨迹半径(有时候还要找出圆心角);
(4)结合粒子运动的半径公式r=(或周期公式T=)即可得出所求的物理量.
例3 如图5所示,在一个圆形区域内,两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域Ⅰ和Ⅱ中,直径A2A4与直径A1A3之间的夹角为α=60°.一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A1处沿与A1A3成β=30°角的方向射入磁场,随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心进入Ⅱ区,最后再从A4处射出磁场.已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t,求:
图5
(1)粒子在磁场区域Ⅰ和Ⅱ中运动的轨道半径R1与R2的比值;
(2)Ⅰ区和Ⅱ区中磁场的磁感应强度B1和B2的大小.