题目内容
在磁感应强度为B的匀强磁场中,垂直于磁场的平面上有相距为d的两点P和Q,在Q处有一个质量为M的不带电的液滴,处于静止,质量为m、电量为q的带负电的微粒经电场加速后,从P点垂直于磁感应强度的方向射入匀强磁场后,经过时间(1)带电微粒的加速电压是多少?
(2)若液滴的质量M=3m,带电微粒与液滴碰撞后结合成一体,成为带电的液滴,它在磁场中运动轨迹的半径多大?
(3)要使这个带电微粒从P点射入磁场后,能够与在Q点的液滴相碰,带电微粒的加速电压至少是多大?
解:带电微粒进入匀强磁场中,做匀速圆周运动,其周期是
,如图所示,带负电微粒做匀速圆周运动,由P点运动到Q点经过时间
因此PQ弧所对的圆心角是60°,圆半径R=d圆半径
微粒的速度
微粒的动能
对带电微粒的加速电压
(2)带电微粒与液滴相碰后,结合成一体,有
它做圆周运动的半径
(3)带电微粒进入匀强磁场中做匀速圆周运动,它的动能越小,运动的圆的半径越小,由P点进入磁场的带电微粒,能够到达Q点,其最小圆周的半径
带电微粒的最小加速电压为
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