Question

【题目】如图所示，在y轴的右侧存在磁感应强度为B的方向垂直纸面向外的匀强磁场，在x轴的上方有一平行板式加速电场。有一薄绝缘板放置在y轴处，且与纸面垂直。现有一质量为m、电荷量为q的粒子由静止经过加速电压为U的电场加速，然后以垂直于板的方向沿直线从A处穿过绝缘板，而后从x轴上的D处以与x轴负向夹角为30°的方向进入第四象限，若在此时再施加一个电场可以使粒子沿直线到达y轴上的C点（C点在图上未标出）。已知OD长为l，不计粒子的重力。求：

（1）粒子射入绝缘板之前的速度；

（2）粒子经过绝缘板时损失了多少动能；

（3）所加电场的电场强度和带电粒子在y轴的右侧运行的总时间。

Answer 1

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

试题分析：（1）粒子在电场中加速，由动能定理得， qU＝mv2

解得：．

（2）粒子在磁场中做圆周运动轨迹如图．

由几何关系可得轨道半径为2l．

由

解得．

根据能量守恒得，损失的动能△EK＝mv2mv′2＝qU

（3）粒子若作直线运动，则qv′B=qE

代入数据解得

方向与x轴正向斜向下成60°角．

粒子在第一象限作匀速圆周运动的时间．

粒子在第四象限做匀速直线运动的时间

粒子x轴右侧运行的总时间