带负电荷
解析:⑴由平衡条件有:
例题10:如图7-14所示,固定的光滑绝缘圆形轨道处于水平方向的匀强电场和匀强磁场中,已知圆形轨道半径R=2.00m,磁感应强度B=1.00T,方向垂直于纸面向内,电场强度E=1.00×102V/m,方向水平向右.一个质量m=4.00×10-2kg的小球(可视为质点)在轨道上的C点恰好处于静止状态,OC与竖直直径的夹角θ=37°(g取10m/s2,sin37°=0.6,计算结果要求保留三位有效数字)
⑴求小球带何种电荷,电荷量q是多少?
⑵现将电场突然反向,但强弱不变,因电场的变化而产生的磁场可忽略不计,小球始终在圆弧轨道上运动,试求在小球运动过程中与初始位置的电势差最大值Um是多少?对轨道的最大压力是多大?
反思:不能直接将②代入不等式①求解,那样将得到的结论.①式只用来判断“粒子速度方向与地磁场边界相切射入时轨道半径最小”,但β粒子最大轨道半径轨道为定值,地磁场厚度d必须大于2r才能满足要求.
答案:
所以有为轨道与地面相切的磁场最小厚度,要粒子不到达地面,则磁场厚度应满足
而粒子最大轨道半径 ②
则,即当、粒子速度方向与地磁场边界相切射入时轨道半径最小,磁场厚度最小.
①
解析:设β粒子从A点以任意方向向往地磁场后做匀速圆周运动的半径为r,要粒子不到达地面,则圆轨道最多与地面相切,如图7-13所示.作速度方向的垂线AO’,O’为轨道圆心,连接OO’得△OO’A,由三角知识得