解题思路:(1)带点粒子在磁场中发生偏转,PQ上将带上电荷,两板间有电压U,则极板MN间的电压也为U,若在荧光屏Y上只有一个亮点,则负电荷不能通过N板小孔,电场力做的功要大于等于粒子的初动能,即可求出初速度;
(2)结合动能定理及圆周运动向心力公式(洛伦兹力提供)即可求解.
(1)由于带电粒子偏转,PQ上将带上电荷,两板间有电压U,则极板MN间的电压也为U,当带电粒子在PQ间匀速运动时,有
qv0B1=
U
dq
若在荧光屏Y上只有一个亮点,则负电荷不能通过N板小孔,则
qU≥
1
2mv02
解得:v0≤
2B1qd
m
(2)荧光屏上有两个亮点,则v0>
2B1qd
m,在此条件下有 qv B1=
U′
dq
设正电荷进入B2时的速度为v1有qU=
1
2mv12−
1
2mv2
做圆周运动的半径为R1有B2qv1=
mv12
R1
设负电荷进入B2时的速度为v2有−qU′=
1
2mv22−
1
2mv2
做圆周运动的半径为R2有B2qv2=
mv22
R2
所以正负两种电荷形成的亮点到荧光屏上小孔的距离之比为
d1
d2=
2R1
2R2=
mv+2B1qd
mv−2B1qd
答:(1)若在荧光屏Y上只有一个亮点,则粒子的初速度v0必须满足v0≤
2B1qd
m;
(2)正、负两种粒子形成的亮点到荧光屏上小孔的距离之比为
mv+2B1qd
mv−2B1qd.
点评:
本题考点: 带电粒子在混合场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动;带电粒子在匀强磁场中的运动.
考点点评: 本题主要考查了带电粒子在混合场中运动的问题,要求同学们能正确分析粒子的受力情况,结合动能定理及圆周运动向心力公式求解.难度较大.