问题 问答题

如图所示,质量为m,电量为q的带电粒子,由静止经电压为U加速后,经过A点,垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场后落到图中D点,(忽略重力和空气阻力)

求:(1)带电粒子在A点垂直射入磁场区域时速度V;

(2)A、D两点间的距离L.

(3)已知磁场的宽度为d,要使粒子能从磁场的右边界飞出,加速电压U应该满足什么条件?

答案

解(1)由动能定理得:qU=

1
2
mv2…①

解得:v=

2qU
m
…②

(2)设粒子在磁场中的半径为R,则有:qvB=m

v2
R
…③

R=

mv
qB
…④

由几何关系得:L=2R=2×

m
qB
×
2qU
m
=
2
2qmU
qB

(3)要使粒子能从磁场的右边界飞出,需:R>d ⑤

联立②④⑤解得:U>

qB2B2
2m

答:(1)带电粒子在A点垂直射入磁场区域时速度为

2qU
m

(2)A、D两点间的距离

2
2qmU
qB

(3)要使粒子能从磁场的右边界飞出,加速电压U应该满足什么条件U>

qB2B2
2m

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