如图所示,带电荷量为+q、质量为m的粒子(不计重力)由静止开始经A、B间电压加速以后,沿中心线射入带电金属板C、D间,CD间电压为U0,板间距离为d,中间有垂直于纸面向里的匀强
◎ 题目
如图所示,带电荷量为+q、质量为m的粒子(不计重力)由静止开始经A、B间电压加速以后,沿中心线射入带电金属板C、D间,CD间电压为U0,板间距离为d,中间有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B0. (1)为使加速的粒子进入CD板间做匀速直线运动,求加速电压U. (2)设沿直线飞越CD间的粒子由小孔M沿半径方向射入一半径为R的绝缘筒,筒内有垂直纸面向里的匀强磁场,粒子飞入筒内与筒壁碰撞后速率、电荷量都不变,为使粒子在筒内能与筒壁碰撞4次后又从M孔飞出,请在图中画出离子的运动轨迹并求出筒内磁感应强度B的可能值. |
◎ 答案
(1)加速过程有qU=
在CD间做匀速直线运动有:qE=B0qv0② 且E=
由①②③式可得:U=
(2)带电粒子在磁场中运动的轨迹如图所示, 由②③可得:v0=
粒子在圆形磁场中有Bqv0=m
所以B=
如图所示r=Rtanθ 第一种情况:θ=
所以B=
第二种情况:θ′=
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