Question

地磁場(chǎng)可以減少宇宙射線中的帶電粒子對(duì)地球上生物體的危害。如圖所示，地球半徑為R，地球赤道平面附近的地磁場(chǎng)可簡(jiǎn)化為赤道上方厚度為、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、方向垂直于赤道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。宇宙射線中某種帶電粒子以不同的速度射入地磁場(chǎng)，該種粒子的質(zhì)量為、帶電量為。不計(jì)地球?qū)αＷ拥囊�力以及大氣�?duì)粒子運(yùn)動(dòng)的影響，且不考慮相對(duì)論效應(yīng)。

（1）若速度為的該種粒子在赤道平面內(nèi)沿地球徑向射人地磁場(chǎng)，求剛射入地磁場(chǎng)時(shí)粒子所受洛倫茲力f的大小和方向；

（2）若該種粒子的最大速度為，在赤道平面內(nèi)從任意方向射人地磁 場(chǎng)的所有這種粒子均不能到達(dá)地面，則粒子離地面的最近距離為多少?

（3）若速度為的該種粒子在赤道平面內(nèi)沿地球徑向射人地磁場(chǎng)，在地磁場(chǎng)作用下未能到達(dá)地面，求粒子在地磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；

Answer 1

（1） 正東（2） （3）

解析: