题目内容
如图所示,A、B是竖直放置的平行板电容器,B板中央有一个小孔,恰好跟一个边界是等边三角形的一个匀强磁场的顶端相接,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度为B,其中
,磁场的
边界平行于平行板A和B。
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1.若在A板上正对B板小孔的P处,静止释放一个带电量为
、质量为
的带电粒子(重力不计),恰能从图中O点射出,且
,则A、B两板间的电压
是多少?
2.若要上述带电粒子在磁场中的运动时间与平行板A、B间的电压无关,则A、B两板间的电压
又是多少?
【答案】
1.![]()
2.![]()
【解析】(1)设带电粒子进入磁场c点时的速度为
,如图所示,在磁场中轨迹的圆心是
半径是
,由题意可得
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解得
①
又带电粒子在磁场中的运动满足下面方程
即
②
联列①②得
③
又
④
联列③④得
⑤
(2)带电粒子只要从
边界上任一点射出,则在磁场中运动的圆弧所对应的圆心角均为
,如图所示,由
可知带电粒子在磁场中运动时间均为
⑥
与轨迹半径的大小无关,即与A、B板间的加速电压无关,则带电粒子从
点射出对应的电压就是最大电压。设带电粒子从
点射出时的轨迹半径是
,如图所示,则
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得
⑦
同理可得
⑧
故当A、B板间电压满足:
⑨
带电粒子在磁场中运动的时间与平行板A、B间的电压无关。
练习册系列答案
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