题目内容

(17分)从粒子源不断发射相同的带电粒子,初速可忽略不计,这些粒子经电场加速后,从M孔以平行于MN方向进入一个边长为d的正方形的磁场区域MNQP,如图14所示,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外,其中PQ的中点S开有小孔,外侧紧贴PQ放置一块荧光屏。当把加速电压调节为U时,这些粒子刚好经过孔S 打在荧光屏上,不计粒子的重力和粒子间的相互作用。请说明粒子的电性并求出粒子的比荷(

 

解:粒子在磁场中运动轨迹如答图2所示,

其中O为轨迹的圆心。由于受力沿MP边,粒子带正电。(2分)

粒子在电场中加速,由动能定理有:

解得:①(3分)

粒子进入磁场中做圆周运动,由洛伦兹力提供向心力得:

解得②(3分)

又由轨迹图,在ΔOSP中有:解得③(5分)

将③与①式代入②解得:。(4分)

解析:应用动能定理求出带电粒子经电场加速后的速度,画出带电粒子在磁场中运动轨迹图,利用洛伦兹力提供向心力和图中几何关系列方程解答。

 

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