问题 问答题

试求:

(1)带电粒子进入磁场做圆周运动的最小半径?

(2)带电粒子射出电场时的最大速度?

(3)带电粒子打在屏幕EF上的范围?

答案

(1)0.2m (2)(3)0.38m

(1)t=0时刻射入电场的带电粒子粒子不被加速,进入磁场做圆周运动的半径最小。

粒子在磁场中运动时               ---------2分

则带电粒子进入磁场做圆周运动的最小半径

    --------2分

其运动的径迹如图中曲线Ⅰ所示。

(2)设两板间电压为U1,带电粒子刚好从极板边缘射出电场,则有

         ------2分

代入数据,解得  U1=100V                ------2分

在电压低于100V时,带电粒子才能从两板间射出电场,电压高于100V时,带电粒子打在极板上,不能从两板间射出。带电粒子刚好从极板边缘射出电场时,速度最大,设最大速度为,则有

          -----2分

解得      -------2分

(3)由第(1)问计算可知,t=0时刻射入电场的粒子在磁场中做圆周运动的半径

,径迹恰与屏幕相切,设切点为E,E为带电粒子打在屏幕上的最高点,则   --------2分

带电粒子射出电场时的速度最大,在磁场中做圆周运动的半径最大,打在屏幕上的位置最低。设带电粒子以最大速度射出电场进入磁场中做圆周运动的半径为,打在屏幕上的位置为F,运动径迹如图中曲线Ⅱ所示。

-------2分

则带电粒子进入磁场做圆周运动的最大半径

--------2分

由数学知识可得运动径迹的圆心必落在屏幕上,如图中Q点所示,并且Q点必与M板在同一水平线上。  则   -------2分

带电粒子打在屏幕EF上的范围为------2分

单项选择题
多项选择题