题目内容
【题目】【加试题】如阁所示,O’PQ是关于y轴对称的四分之一圆,在PQMN区域有均匀辐向电场,PQ与MN间的电压为U。PQ上均匀分布带正电的粒子,可均匀持续地以初速度为零发射出来,任一位置上的粒子经电场加速后都会从O’进入半径为R、中心位于坐标原点O的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直xoy平面向外,大小为B , 其中沿+y轴方向射入的粒子经磁场偏转后恰能沿+x轴方向射出。在磁场区域右侧有一对平行于x轴且到x轴距离都为R的金属平行板A和K, 金属板长均为4R , 其中K板接地,A与K 两板间加有电压UAK>0, 忽略极板电场的边缘效应。己知金属平行板左端连线与磁场圆相切,O’在y轴(0, -R)上。(不考虑粒子之间的相互作用力)
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(1)求带电粒子的比荷q/m;
(2)求带电粒子进入右侧电场时的纵坐标范围;
(3)若电压UAK=
,求到达K板的粒子数与进入平行板总粒子数的比值。
【答案】(1)
(2)
(3)![]()
【解析】(1)![]()
由已知条件知道偏转半径r=R
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解得: ![]()
(2)因为r=R,所有粒子经磁场偏转后都平行于x轴,沿QN方向射入时,对应的圆心角为1350,离开磁场时a点的纵坐标为
沿PM方向入射的带电粒子离开磁场的出发点b的纵坐标为
故进入电场时的坐标范围为
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(3)![]()
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得: ![]()
从纵坐标y=0.5R进入偏转电场的粒子恰能打到K板右边缘,其进入磁场时的速度与y轴夹角为30°,所以比例![]()
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