如图所示,在空间中存在垂直纸面向里的场强为B匀强磁场,其边界AB、CD的宽度为d,在左边界的Q点处有一质量为m,带电量为负q的粒子沿与左边界成30°的方向射入磁场,粒子重力不
◎ 题目
如图所示,在空间中存在垂直纸面向里的场强为B匀强磁场,其边界AB、CD的宽度为d,在左边界的Q点处有一质量为m,带电量为负q的粒子沿与左边界成30°的方向射入磁场,粒子重力不计.求: (1)带电粒子能从AB边界飞出的最大速度? (2)若带电粒子能垂直CD边界飞出磁场,穿过小孔进入如图所示的匀强电场中减速至零且不碰到负极板,则极板间电压及整个过程中粒子在磁场中运动的时间? (3)若带电粒子的速度是(2)中的
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◎ 答案
(1)粒子能从左边界射出,临界情况是轨迹与磁场右边界相切,粒子的运动轨迹如图所示,则有 R+Rcos30°=d 由Bqv=m
所以粒子能从左边界射出速度应满足v≤
(2)粒子能从右边界射出,由几何知识得R=
由Bqv2=m
解得 U=
故粒子不碰到右极板所加电压满足的条件 U≥
因粒子转过的圆心角为60°,所用时间为 |