(1)设粒子速度大小为υ0时恰好能进入Ⅱ磁场,则进入Ⅱ磁场时速度恰好沿M边界,所以半径为:
r=l1
由qυ0B=m
v
l1
得:υ0=
qBl1
m
(2)粒子在磁场中运动由qυ1B=m
v
r1
得:r1=2l1
所以,粒子在Ⅰ磁场中作匀速圆周运动对应的圆心角为:α=
π 6
第一次穿过Ⅰ磁场的时间为:t1=
=T l2
πm 6B1q
(3)设粒子速度为υ时,粒子在磁场B2中的运动轨迹恰好与P边界相切,轨迹如图,
由qυB=m
υ2 R
得到:R1=
mv qB1
R2=
mv qB2
又sinθ=
=l1 R1
qB1l1
mv1
粒子在B2中运动时有:R2-R2sinθ=l2
联立解得:υ=
.qB1l1+qB2l2
m
答:(1)要使粒子能穿过磁场区域Ⅰ进入磁场区域Ⅱ,粒子的初速度υ0至少应为υ0=
;qBl1
m
(2)若粒子进入磁场区域Ⅰ的初速度υ1=
,则粒子第一次穿过磁场区域Ⅰ的时间t1是=2qB1
m
;πm 6B1q
(3)当粒子初速度υ为