Question

如圖所示，紙平面內(nèi)一帶電粒子以某一速度做直線運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后進(jìn)入一垂直于紙面向里的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域(圖中未畫出磁場(chǎng)區(qū)域)，粒子飛出磁場(chǎng)后從上板邊緣平行于板面進(jìn)入兩面平行的金屬板間，兩金屬板帶等量異種電荷，粒子在兩板間經(jīng)偏轉(zhuǎn)后恰從下板右邊緣飛出．已知帶電粒子的質(zhì)量為m，電量為q，其重力不計(jì)，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)前的速度方向與帶電板成=60角．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，帶電板板長(zhǎng)為l，板距為d，板間電壓為U．試解答：

(1)上金屬板帶什么電?

(2)粒子剛進(jìn)入金屬板時(shí)速度為多大?

(3)圓形磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積為多大?

 

Answer 1

【答案】

解：(1)上金屬板帶負(fù)電。

(2)設(shè)帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)的初速度為v，在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)有d=at2=  ①(3分)

解得v=  ②(3分)

(3)如圖，帶電粒子在磁場(chǎng)中所受洛倫磁力作為向心力，設(shè)磁偏轉(zhuǎn)的半徑為R，

圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑為r，則

 

qvB=m  ③  (2分)

得R==  ④  (2分)

由幾何知識(shí)可得r=Rsin30°  ⑤  (2分)

磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積為S=pr2=  ⑥ (2分)

【解析】略