(14分)如图甲所示,在水平放置的两平行金属板的右侧存在着有界的匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁场边界和
与平行板的中线
垂直。金属板的两极板间的电压
,匀强磁场的磁感应强度
。现有带正电的粒子以
的速度沿两板间的中线
连续进入电场,恰能从平行金属板边缘穿越电场射入磁场。已知带电粒子的比荷
,粒子的重力和粒子间相互作用力均可以忽略不计(结果保留两位有效数字)。
(1)求射入电场的带电粒子射出电场时速度的大小和方向。
(2)为使射入电场的带电粒子不会由磁场右边界射出,该匀强磁场区的宽度至少为多大?
(1)(2)
题目分析:(1)由动能定理 ……2分
解得 ……………2分
设偏转角度为,则
……2分
…………1分
(2)粒子运动轨迹如图所示,设粒子运动轨迹刚好与右边
界相切,这时磁场宽度为,则
……………3分
而 ……………2分
解得, 所以,磁场宽度至少为
。…2分
点评:难度中等,明确场的类型,粒子在场中的运动类型,处理粒子在磁场中的运动问题,先找圆心后求半径,必要的时候画辅助线,利用几何关系