问题
计算题
如图所示,一质量为m、电量为+q、重力不计的带电粒子,从A板的S点由静止开始释放,经A、B加速电场加速后,穿过中间偏转电场,再进入右侧匀强磁场区域.已知AB间的电压为U,MN极板间的电压为2U,MN两板间的距离和板长均为L,磁场垂直纸面向里、磁感应强度为B、有理想边界.求:
(1)带电粒子离开B板时速度v0的大小;
(2)带电粒子离开偏转电场时速度v的大小与方向;
(3)要使带电粒子最终垂直磁场右边界射出磁场,磁场的宽度d多大?
答案
(1)(2)
方向与水平方向成450角(3)
题目分析:(1)带电粒子在加速电场中,由动能定理得:
得带电粒子离开B板的速度:
(2)粒子进入偏转电场后,有:,
,
,
解得 :
则粒子离开偏转电场时的速度大小:
,方向与水平方向成450角.
(3)粒子进入磁场后,据牛顿第二定律得由几何关系得
解得
.
点评:本题考查了带电粒子在场中的运动,包括类平抛和圆周运动,考查类型非常有代表性。