解答:解:(1)粒子仅在洛仑兹力作用下在磁场内做匀速周运动,如刚好垂直AB边飞出,其运动轨迹如图所示,其中O1为圆心位置,O1O半径为R,洛仑兹力充当向心力,
qv0B=m
①
v
R
周期 T=
②2πR v0
解得:T=
③2πm qB
粒子在磁场中的运动时间为t
t=
=T 4
④πm 2qB
(2)粒子在磁场中的飞行时间最长,须使粒子从BC边飞出,如刚好使粒子从BC边飞出其运动轨迹恰与AB边相切,如图所示,其中O2为圆心位置,O2O半径为R0,
其中R0=
a ⑤
3
8
粒子从BC边飞出,半径R≤R0 ⑥
由①式解得:R=
⑦mv0
qB
由⑤⑥⑦式解得:v0≤
qBa
3
8m
答:(1)粒子在磁场中的运动时间为
;(2)粒子的速度必须满足的条件为v0≤πm 2qB
.
qBa
3
8m