题目内容
【题目】如图所示,两平行金属板P、Q竖直放置,两极板间的电压为U。放在P板附近的离子源释放出质量为m,带电量为-q的离子,离子经加速电场加速后垂直磁场边界从A点进入一个匀强磁场,磁场左右边界平行,距离为。该磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。不计离子的重力。
(1)认为离子飘入加速电场时的速度很小,近似为零,求粒子从A点进入磁场的速度v;
(2)若离子刚好从D点离开磁场,且离开磁场时,向下偏移的距离,则粒子在磁场中的运动时间为多少?
(3)若加速电压U和磁场的磁感应强度B均可调,欲使粒子不能从右边界射出,应如何调节U和B?
【答案】(1) ;(2);(3)B增大,U减小.
【解析】(1)粒子在PQ之间被加速,由动能定理: ,
解得
(2)由几何关系可知 ,解得
则粒子在磁场中的偏转角 ,解得θ=600,在磁场中的运动时间
(3)欲使粒子不能从右边界射出,则应该减小粒子运动的半径,根据 可知要减小U或者增大B.
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