(18分)如图,带电量为+q、质量为m的粒子(不计重力)由静止开始经A、B间电场加速后,沿中心线匀速射入带电金属板C、D间,后粒子由小孔M沿径向射入一半径为R的绝缘筒,已知C、D

◎ 题目

(18分)如图,带电量为+q、质量为m的粒子(不计重力)由静止开始经A、B间电场加速后,沿中心线匀速射入带电金属板C、D间,后粒子由小孔M沿径向射入一半径为R的绝缘筒,已知C、D间电压为U0,板间距离为d,C、D间与绝缘筒内均有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度分别为B0、B.
(1)(6分)求粒子在C、D间穿过时的速度v0
(2)(6分)求A、B间的加速电压U;
(3)(6分)粒子与绝缘筒壁碰撞,速率、电荷量都不变,为使粒子在筒内能与筒壁碰撞4次(不含从M孔出来的一次)后又从M孔飞出,求筒内磁感应强度B (用三角函数表示).
   

◎ 答案

(1)
(2)
(3)

◎ 解析


(1)∵粒子在C、D间做匀速运动,则:
Eq=B0qv0……...2分      而……...2分  有:粒子在C、D间的速度……...2分
(2)粒子在A、B间加速过程有:
 ……...2分   在C、D间匀速运动有:      qE=qv0B0 ……...2分
且E=U0/d ……...1分     解得: ……...1分
(3)带电离子在圆形磁场中运动的可能轨迹如图:

由(1)得:
离子在圆形磁场中有:.1分 
所以 ……...1分
如图所示:由几何知识易知:       5=2n,n=1或2 ……...2分
第一种情况:,则,所以……...1分
第二种情况:′=

所以……...1分

◎ 知识点

    专家分析,试题“(18分)如图,带电量为+q、质量为m的粒子(不计重力)由静止开始经A、B间电场加速后,沿中心线匀速射入带电金属板C、D间,后粒子由小孔M沿径向射入一半径为R的绝缘筒,已知C、D…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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