(1)带电粒子在磁场中做圆周运动,设运动半径为R,运动周期为T,
洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:qv0B=m
,
v
R
粒子做圆周运动的周期:T=
,2πR v0
由题意可知,粒子第一次到达x轴时,运动转过的角度为
π,5 4
所需时间t1为:t1=
T,解得:t1=5 8
;5πm 4qB
(2)粒子进入电场后,先做匀减速运动,直到速度减小为0,
然后沿原路返回做匀加速运动,到达x轴时速度大小仍为v0,
设粒子在电场中运动的总时间为t2,加速度大小为a,电场强度大小为E,
由牛顿第二定律得:qE=ma,v0=
at2,解得:t2=1 2
,2mv0
qE
根据题意,要使粒子能够回到P点,必须满足t2≥T0,
解得,电场强度最大值:E=
.2mv0
qT0
答:(1)粒子从P点出发至第一次到达x轴时所需的时间为
;5πm 4qB
(2)若要使粒子能够回到P点,电场强度的最大值为
.2mv0
qT0