如图所示,abcd是一个长方形盒子,在ad边和cd边上各开有小孔f和e,e是cd边上的中点,荧光屏M平行cd放置,能显示从e孔射出的粒子落点位置.盒子内有一方向垂直于abcd平面的匀强
◎ 题目
如图所示,abcd是一个长方形盒子,在ad边和cd边上各开有小孔f和e,e是cd边上的中点,荧光屏M平行cd放置,能显示从e孔射出的粒子落点位置.盒子内有一方向垂直于abcd平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B.粒子源不断地发射相同的带电粒子,粒子的初速度可以忽略.粒子经电压为U的电场加速后,从f孔垂直于ad边射入盒内,再经磁场偏转后恰好从e孔射出.若已知fd=
(1)求带电粒子的比荷
(2)求带电粒子从f孔运动到屏M的时间t; (3)若撤去磁场,盒子内加一平行于ad边的匀强电场,粒子经电场偏转后仍恰好从e孔射出,求电场强度大小. |
◎ 答案
(1)带电粒子在电场中加速.根据动能定理得: qU=
解得: v=
粒子进入磁场后做匀速圆周运动,轨迹如图所示,设圆周半径为R,在三角形Ode中,有: (
解得:R=
又qvB=m
解得:
(2)粒子运动轨迹如图所示: 在三角形Ode中,∠dOe=arcsin
则弧所对应的圆心角是120°,得弧长: S= |