题目内容


如图所示,在相距为L,长为3L的平行金属板中间区域存在正交的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B(方向未画),电场方向竖直向下。有一群均匀分布的同种带电粒子,以相同速度从两板间水平射入,经过时间t,粒子沿直线穿过该区域。若在粒子进入板间时,撤去电场保留磁场,粒子恰好全部打在板上。不计粒子的重力,不考虑粒子之间的相互作用,粒子对原来电场和磁场的影响不计。试求:

(1)该区域电场强度E大小;

(2)该粒子的比荷q/m;

(3)若粒子进入时撤去磁场保留电场,则射出该区域的粒子数为总数的多少?

 



(1)由题意可知:   (1分)

粒子通过速度选择器  (2分)

结合上面式子可知E=3BL/t   (1分)

(2)若只有磁场存在时,恰好全部粒子落在极板上,则轨迹如右图所示,

由勾股定理R2=(3L)2+(R-L)2    (1分)

得到:R=5L  (1分)洛仑兹力提供向心力  (1分)

代入可得:q/m=3/5Bt   (1分)

(3)若撤去磁场,保留电场,即粒子做类平抛运动,(1分)

Eq=ma   (1分)代入可得:y=0.9L   (1分)

即只有10%的粒子能射出电场区域  (1分)


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