问题 问答题

如图所示,建立xOy坐标系,两平行极板PQ垂直于y轴且关于x轴对称,极板长度和板间距均为l,两板间电压大小为U;第一、四象限有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于xOy平面向里。位于极板左侧的粒子源沿x轴向右发射一个质量为m、电量为+q、重力不计的带电粒子,带电粒子恰好经极板边缘射入磁场。上述mqlUB为已知量。(不考虑极边缘的影响)。求

(1)粒子从粒子源射出时的速度大小。

(2)带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期。

答案

(1)带电粒子在电场中做类平抛运动,刚好从极板边缘射出,偏移的距离为,    

则有      ①     

由牛顿第二定律得

    ②    

由运动学规律得

       ③    

即:       ④    

联立以上四式,初速大小为    ⑤    

(2)带电粒子离开电场时

沿x轴的分速度

沿y轴的分速度大小为    ⑥ 

带电粒子离开电场时的速度大小为      ⑦    (

设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为R、周期为T则有

          ⑧

         ⑨ 

联立⑤⑥⑦⑧式解得       

           

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