如图所示的坐标系xoy中,M、P为与x轴垂直放置的足够大平板,其中M板位于x=0处.P为感光板位于x=2d处,N为位于x=d处的与P板平行的界面.位于坐标原点处的粒子源,可以向xov平面
◎ 题目
如图所示的坐标系xoy中,M、P为与x轴垂直放置的足够大平板,其中M板位于x=0处.P为感光板位于x=2d处,N为位于x=d处的与P板平行的界面.位于坐标原点处的粒子源,可以向xov平面内y轴右侧的各个方向发射质量为m,电荷量为q、速率均相同的带正电粒子,在d≤x≤2d的区域内存在垂直坐标平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场.粒子源沿x轴方向射出的粒子恰好打不到P上,不计粒子重力 (1)求从粒子源射出的粒子速率v0. (2)若在M、N之间加上水平向有的匀强电场,场强大小E=
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◎ 答案
(1)设从粒子源射出时粒子的速率为v0,沿x轴方向射出的粒子在磁场中运动,恰好打不到P上,由几何关系知, 运动的半径R0=d ![]() 根据牛顿第二定律得:qv0B=m
解得:v0=
(2)UMN=Ed=
根据动能定理得:qUMN=
即每个粒子通过N面后的速度均为v=2v0 分别沿+y和-y方向射出的粒子经过N上的C、D处时,速度方向改变的角度θ满足: cosθ=
得:θ=
C、D之间的距离为: 2△y=2v0t 而d=
整理得:2△y=
设粒子在磁场中做圆周运动的半径R, qvB=m
得:R=2d 经过C、D处的粒子在磁场中的运动轨迹示意如图 又几何关系知△yc=
△yD=2d- |