如图所示,在y轴的右方有一匀强磁场,磁感强度为B,方向垂直纸面向外.在x轴的下方,有一匀强电场,场强为E,方向平行x轴向左.有一绝缘板放置有y轴处,且与纸面垂直.现在一质

◎ 题目

如图所示,在y轴的右方有一匀强磁场,磁感强度为B,方向垂直纸面向外.在x轴的下方,有一匀强电场,场强为E,方向平行x轴向左.有一绝缘板放置有y轴处,且与纸面垂直.现在一质量为m,带电量为q的粒子由静止经过加速电压为U的电场加速,然后以垂直于绝缘板的方向从A处直线穿过绝缘板,而后从x轴的K处以与x车正向夹角为60°的方向进入电场和磁场迭加的区域,最后到达y轴上的C点.已知OD长为L,不计粒于重力,粒子穿过绝缘板后电量不变,求:
(1)粒子经过绝缘板时损失的动能;
(2)粒子到达C点时的速度大小.

◎ 答案

(1)不计粒子受的重力,假设粒子穿过绝缘板后电量不变,
粒子在磁场中只受洛仑兹力作用作匀速圆周运动,速度设为V.
则qBV=
mV2
R

∴R=
mV
qB

由几何知识知,R=
2L

3

mV
qB
=
2L

3

得:V=
2qBL

3
m

粒子被加速,穿过绝缘板时损失的功能为△E
则△E=qu-
1
2
mV2

得△E=qu-
2q2B2L2
3m

(2)从D点到C点,只有电场力对粒子做功,到达C点速度Vc
由动能定理qEL=
1
2
mVc2-
1
2
mV2

得:Vc=
1
3m

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