问题
计算题
如图所示，板间距为d、板长为L的两块平行金属板EF、GH水平放置，在紧靠平行板右侧的正三角形区域内存在着垂直纸面的匀强磁场，三角形底边BC与GH在同一水平线上，顶点A与EF在同一水平线上。一个质量为m、电量为-q的粒子沿两板中心线以初速度v0水平射入，若在两板之间加某一恒定电压，粒子离开电场后垂直AB边从D点进入磁场，
，并垂直AC边射出（不计粒子的重力），求：
（1）粒子离开电场时瞬时速度的大小；
（2）两极板间电压的大小和三角形区域内磁感应强度；
（3）若两板间不加电压，三角形区域内的磁场方向垂直纸面向里，要使粒子进入磁场区域后能从AB边射出，试求所加磁场的磁感应强度最小值。
答案
解：（1）垂直AB边进入磁场，由几何知识得：粒子离开电场时偏转角为
则粒子离开电场时瞬时速度的大小为
（2）在电场中竖直方向：
由几何关系得
，
故
由几何关系得：
设在磁场中运动半径为，则
又
而
以上式子联立得
，
方向：直纸面向外
（3）当粒子刚好与BC边相切时，磁感应强度最小，
设粒子的运动半径为
， 由几何知识知：
故
，即磁感应强度的最小值。
