如图甲所示,偏转电场的两个平行极板水平放置,板长L=0.08m,板距足够大,两板的右侧有水平宽度l=0.06m、竖直宽度足够大的有界匀强磁场.一个比荷为q/m=5×107C/kg的粒子(其
◎ 题目
如图甲所示,偏转电场的两个平行极板水平放置,板长L=0.08m,板距足够大,两板的右侧有水平宽度l=0.06m、竖直宽度足够大的有界匀强磁场.一个比荷为q/m=5×107 C/kg的粒子(其重力不计)以v0=80m/s速度从两板中间沿与板平行的方向射入偏转电场,进入偏转电场时,偏转电场的场强恰好按图乙开始随时间发生变化,粒子离开偏转电场后进入匀强磁场,最终垂直右边界射出.求: (1)粒子在磁场中运动的速率v; (2)粒子在磁场中运动的轨道半径R; (3)磁场的磁感应强度B; ![]() |
◎ 答案
(1)电子在偏转电场中的运动时间![]() t=
对比乙图,电子在极板间的时间是偏转电压的一个周期 第一个t=5.00×10-4 s内,电子做类平抛运动,则有 v⊥=
故v=
(2)电子在磁场中的轨迹如图所示.由题粒子进入匀强磁场,最终垂直右边界射出,由几何知识得知,粒子在磁场中的偏向角等于在电场中的偏向角,设此偏向角为θ. 设电子在磁场中做圆周运动的半径为R. 电子离开电场时,有 sinθ=
在磁场中,有sinθ=
∴
得 R=
(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动,有 qvB=m
得B=
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