由圖(3)可知,當(dāng)tanθ=
時(shí),對(duì)應(yīng)粒子恰好從下板邊緣飛出進(jìn)入磁場(chǎng),即:
=
d=
cm
對(duì)能夠飛出電場(chǎng)的粒子而言:y=
tanθ
代入數(shù)據(jù)可的:l=2cm
(2)設(shè)從下極板邊緣飛出的粒子進(jìn)入電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)器時(shí)的速度為v
0,進(jìn)入磁場(chǎng)后恰好不從磁場(chǎng)右側(cè)飛出,此時(shí)磁場(chǎng)寬度為D
0y=
at
2y=
F=qE a=
E=
t=
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得:v
0=4×10
5m/s
設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度為v,半徑為R
qvB=m
v=
D
0=R+Rsin30°
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得:D≥0.03m
該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期T=
代入數(shù)據(jù)得:t=
×10
-2s
(3)對(duì)從下板邊緣飛出的粒子,設(shè)它進(jìn)入加速度場(chǎng)時(shí)加速度電壓為U,由(2)問(wèn)得:v
0=4×10
5m/s
qU=
mv
02得:U=U
0=1000V
為使粒子能夠進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域,則必須加速電壓U≥1000V
由圖可知,進(jìn)入時(shí)刻t應(yīng)滿(mǎn)足:
(0.2n+0.06)s≤t≤(0.2n+0.14)s(n=0,1,2,…)
答:(1)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)器極板間距離d為
cm,極板長(zhǎng)度l為2cm;
(2)為使從電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)器下極板邊緣飛出的粒子不從磁場(chǎng)區(qū)域右側(cè)飛出,磁場(chǎng)寬度D的最小值為0.03m,該粒子在兩個(gè)偏轉(zhuǎn)器中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間
×10
-2s;
(3)(0.2n+0.06)s≤t≤(0.2n+0.14)s時(shí)刻進(jìn)入加速器的粒子能夠進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域.