如图所示,在空间中存在垂直纸面向里的场强为B匀强磁场,其边界AB、CD的宽度为d,在左边界的Q点处有一质量为m,带电量为

1个回答

  • (1)粒子能从左边界射出,临界情况有R+Rcos30°=d

    Bqv=m

    v 2

    R

    v=

    Bqd

    m(1+cos30°) =

    2(2-

    3 )Bqd

    m

    所以粒子能从左边界射出速度应满足 v≤

    2(2-

    3 )Bqd

    m

    所以最大速度为

    2(2-

    3 )Bqd

    m

    (2)粒子能从右边界射出

    R=

    d

    cos 30 °

    Bq v 2 =m

    v 22

    R

    1

    2 m

    v 22 =qU

    解得 U=

    B 2 q d 2

    2m cos 2 30° =

    2 B 2 q d 2

    3m

    粒子不碰到右极板所加电压满足的条件   U≥

    2 B 2 q d 2

    3m

    (3)当粒子速度为是

    2dqB

    m 时则R′=

    mv

    Bq ,解得 R′=2d粒子,

    若粒子沿OA方向射出,则会打在C点,根据几何关系可知:C点到O点在CD方向上的范围为l 1=

    3 d

    粒子斜向下与右边界垂直方向成30°角射入时,刚好打在CD边界上,角度再大就不能打在右边界上了,根据几何关系可知l 2=

    3 d

    所以范围为: l =l 1 +l 2 =2

    3 d

    答:(1)带电粒子能从AB边界飞出的最大速度为

    2(2-

    3 )Bqd

    m ;

    (2)若带电粒子能垂直CD边界飞出磁场,穿过小孔进入如图所示的匀强电场中减速至零且不碰到负极板,则极板间电压满足 U≥

    2 B 2 q d 2

    3m ;

    (3)若带电粒子的速度是

    2dqB

    m ,并可以从Q点沿纸面各个方向射入磁场,则粒子能打到CD边界的范围为 2

    3 d .

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