题目内容
如图所示,在空间中存在垂直纸面向里的场强为B匀强磁场,其边界AB、CD的宽度为d,在左边界的Q点处有一质量为m,带电量为负q的粒子沿与左边界成30o的方向射入磁场,粒子重力不计.求:
(1)带电粒子能从AB边界飞出的最大速度?
(2)若带电粒子能垂直CD边界飞出磁场,穿过小孔进入如图所示的匀强电场中减速至零且不碰到负极板,则极板间电压及整个过程中粒子在磁场中运动的时间?
(3)若带电粒子的速度是(2)中的倍,并可以从Q点沿纸面各个方向射入磁场,则粒子能打到CD边界的范围?
(1)粒子能从左边界射出,临界情况有
所以粒子能从左边界射出速度应满足
(2)粒子能从右边界射出
解得
粒子不碰到右极板所加电压满足的条件
因粒子转过的圆心角为,所用时间为,而
因返回通过磁场所用时间相同,所以总时间
(3)当粒子速度为是(2)中的倍时 解得 粒子,
如图 由几何关系可得
解析:
略
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