美机M一71电子夹线时间是如何设定的

下图是某装置的垂直截面图虚線A1A2是垂直截面与磁场区边界面的交线,匀强磁场分布在A1A2的右侧区域磁感应强度B=0.4T,方向垂直纸面向外A1A2与垂直截面上的水平线夹角为45°。在A1A2左侧,固定的薄板和等大的挡板均水平放置它们与垂直截面交线分别为S1、S2,相距L=0.2 在薄板上P处开一小孔,P与A1A2线上点D的水平距离为L在小孔处装一个电子快门。起初快门开启一旦有带正电微粒通过小孔,快门立即关闭此后每隔T=3.0×10-3 s开启一次并瞬间关闭。从S1S2之间嘚某一位置水平发射一速度为v0的带正电微粒它经过磁场区域后入射到P处小孔。通过小孔的微粒与档板发生碰撞而反弹反弹速度大小是碰前的0.5倍。

(1)经过一次反弹直接从小孔射出的微粒其初速度v0应为多少?

(2)求上述微粒从最初水平射入磁场到第二次离开磁场的时间(忽略微粒所受重力影响,碰撞过程无电荷转移已知微粒的荷质比。只考虑纸面上带电微粒的运动)

解:(1)如图所示设带正电微粒在S1S2之间任意点Q以水平速度v0进入磁场,微粒受到的洛仑兹力为f在磁场中做圆周运动的半径为r,有:

欲使微粒能进入小孔半径r的取值范圍为:

欲使进入小孔的微粒与挡板一次相碰返回后能通过小孔,还必须满足条件:其中n=1,23,……

可知只有n=2满足条件,即有:v0=100 /s

(2)设微粒在磁场中做圆周运动的周期为T0从水平进入磁场到第二次离开磁场的总时间为t,设t1、t4分别为带电微粒第一次、第二次在磁场中運动的时间第一次离开磁场运动到挡板的时间为t2,碰撞后再返回磁场的时间为t3运动轨迹如上图所示,则有:

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