问题
问答题
一个带电粒子，从粒子源产生后，进入电势差为U1的带窄缝的平行板电极S1和S2间电场时，其速度为零，经此电场加速后沿ox方向垂直进入另一电势差为U2，板间距离为d的平行板电极中，其中还加有与电场方向垂直的匀强磁场①．但没发生偏转，沿直线匀速运动经x孔进入磁感应强度为B2、方向垂直纸面向外的匀强磁场②，最后打到与ox垂直的A处，如图所示，若量得xA的距离为D，则：
（1）求出粒子的荷质比
；q m
（2）粒子在磁场B2中运动的时间；
（3）推算匀强磁场①的磁感应强度B1的大小和方向．
答案
（1）设粒子质量为m，电荷量为q，经电场U1加速后有：
U1q=
mv2 1 2
得 v=2qU1 m
进入磁场②后做匀速圆周运动有 B2qv=mv2 R
由图知，轨迹半径R=D 2
则得粒子的比荷为
=q m 8U1
D2B 22
（2）在磁场②中运动的时间：t=
=T 2
=πR v
=πm B2q πB2D2 8U1
（3）进入正交的电、磁场后运动方向不变，有
B1qv=qU2 d
∴B1=
?U2 d
=1 v U2B2D 4U1d
根据粒子在磁场中偏转方向，由左手定则判断知，该粒子带正电，则匀强磁场①方向垂直纸面向里．
答：
（1）求出粒子的荷质比
为q m
；8U1
D2B 22
（2）粒子在磁场B2中运动的时间是
；πB2D2 8U1
（3）推算匀强磁场①的磁感应强度B1的大小为
，方向垂直纸面向里．U2B2D 4U1d