解答:解:(1)粒子带正电,粒子运动的轨迹如图所示,当粒子的速度大于与R1相对应的速度v1时,粒子将恰好不从dc边射出.
由几何关系可得:
R1=2L …①
由洛仑兹力和向心力公式可得:
qv1B=m
…②
v
R1
当粒子的速度小于与R2相对应的速度v2时,粒子将从ad边射出.
由几何关系可得:
R2+R2sin30°=L…③
由③式解得:
R2=
L…④2 3
由洛仑兹力和向心力公式可得:
qv2B=m
…⑤
v
R2
将①④式分别代入②⑤式可解得:
v1=
,v2=2qBL m
2qBL 3m
所以v0的取值范围是:
<v0<2qBL 3m
.2qBL m
(2)沿着半径为R1=2L的轨迹圆离开磁场位置与a点的距离为:
x1=R1+R1sin60°=2L+2L×
=2L+
3
2
L≈3.73L
3
沿着半径为R2=
L的轨迹圆离开磁场位置与a点的距离为:2 3
x2=R2sin60°=
L×2 3
=
3
2
L≈0.58L
3
3
即粒子从距离a点0.58L至3.73L的范围射出;
答:(1)若要求粒子能从ab边射出磁场,v0应满足条件为
<v0<2qBL 3m
.;2qBL m
(2)粒子从磁场边界ab射出来的范围为:距离a点0.58L至3.73L的范围.