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带电粒子在环形磁场中的运动

实验介绍

(2021南京市第三次模考第14题)居里夫人是世界上最伟大的科学家之一,在放射性的研究方面取得了卓越的成就,若某次研究射线的实验中,将放射源放在一个半径为R0的圆柱形容器中心轴线上A处,如图所示,放射源产生不同速率的同种粒子,沿AO方向从小孔O射出,进入一个圆心在A处磁感应强度大小为B的环形匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,
容器内无磁场。设其中有一粒子速度为v0,在磁场中运动的半径为R0,不计粒子重力和粒子间的相互作用。
(1)不该粒子的比荷;
(2)若圆形有界磁场的半径为3R0,且从O处射出的所有粒子都不能出磁场,求粒子射出速度的最大值;
(3)若粒子与圆柱形容器碰撞时不损失能量,且粒子电量不变,则从O处射出的粒子再回到O处所经历的时间。