题目内容

有一对平行板,两板间距离d=20cm,板长度l=40cm,两板间存在磁感应强度B=0.20T的匀强磁场,如图所示.从上板ab的边缘b处沿平行于板的方向射入带正电的粒子,已知带电粒子的比荷=2×106C/kg.不计粒子重力.试求:要使粒子不打在板上,粒子射入两板间的速度应满足什么条件?

【答案】分析:带电粒子在匀强磁场中将仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,速度较大时半径较大,速度减小时半径较小,在保证能射出极板的前提下,由几何关系可得半径,进而求解速度.
解答:解:设粒子刚好从下板右边缘飞出,此时轨道半径r1=    
由于  qv1B=   
解得v1=4×104m/s    
设粒子刚好从下板左边缘飞出,此时轨道半径为r2
由几何关系得  r22=(r2-d)2+l2     
由于  qv2B=
解得v2=2×105m/s     
所以,粒子速度应满足的条件是:v<4×104m/s或v>2×105m/s    
答:粒子射入两板间的速度应满足v<4×104m/s或v>2×105m/s
点评:考查洛伦兹力作用下的圆周运动,注意作出两种情况下的轨迹图则不难解决
练习册系列答案
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