题目内容
如图所示,带电平行金属板相距为2R,在两板间有垂直纸面向里、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域,与两板及左侧边缘线相切。一个带正电的粒子(不计重力)沿两板间中心线O1O2从左侧边缘O1点以某一速度射入,恰沿直线通过圆形磁场区域,并从极板边缘飞出,在极板间运动时间为t0。若撤去磁场,质子仍从O1点以相同速度射入,则经
时间打到极板上。
(1)求两极板间电压U
(2)若两极板不带电,保持磁场不变,该粒子仍沿中心线O1 O2从O1点射入,欲使粒子从两板左侧间飞出,射入的速度应满足什么条件
![]()
解:(1)设粒子从左侧O1点射入的速度为
,极板长为![]()
粒子在初速度方向上做匀速直线运动
,
(2分)
在电场中:
(1分)
(2分)
(1分)
在复合场中作匀速运动:
(2分)
解得
(2分)
(2)设粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r,粒子恰好从上极板左边缘飞出时速度的偏转角为
,由几何关系可知:![]()
,
(2分)
因为
,所以
(2分)
根据向心力公式
,解得 r=
(2分)
所以,粒子两板左侧间飞出的条件为
(2分)
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