题目内容
【题目】如图所示,在空间中存在垂直纸面向里,场强为B的匀强磁场。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-q的带电粒子沿与左边界成
的方向射入磁场,粒子重力不计。求;
(1)带电粒子能从CD边界飞出的速度条件;
(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总时间。
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【答案】(1)
;(2)
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【解析】
(1)由题意作图如下
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粒子能从右边界射出的临界条件为
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又
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联立解得
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所以粒子能从左边界射出速度应满足
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(2)由题意作图如下
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粒子能从右边界垂直射出
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由
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联立解得
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粒子不碰到右极板所加电压满足的条件
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因粒子转过的圆心角为
,所用时间为
,而
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因返回通过磁场所用时间相同,所以总时间
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