24.在受控?zé)岷司圩兎磻?yīng)的裝置中溫度極高,因而帶電粒子沒(méi)有通常意義上的容器可裝,而是由磁場(chǎng)將帶電粒子的運(yùn)動(dòng)束縛在某個(gè)區(qū)域內(nèi)。現(xiàn)有一個(gè)環(huán)形區(qū)域,其截面內(nèi)圓半徑R
1=
m,外圓半徑R
2=1.0m,區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(如圖所示)。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T,被束縛帶正電粒子的荷質(zhì)比為
=4.0×10
7C/kg,不計(jì)帶電粒子的重力和它們之間的相互作用。
(1)若中空區(qū)域中的帶電粒子由O點(diǎn)沿環(huán)的半徑方向射入磁場(chǎng),求帶電粒子不能穿越磁場(chǎng)外邊界的最大速度v
0。
(2)若中空區(qū)域中的帶電粒子以(1)中的最大速度v
0沿圓環(huán)半徑方向射入磁場(chǎng),求帶電粒子從剛進(jìn)入磁
場(chǎng)某點(diǎn)開(kāi)始到第一次回到該點(diǎn)所需要的時(shí)間。