摘要:18.如图所示.粒子源S可以不断地产生质量为m.电荷量为+q的粒子.粒子从O1孔漂进一个水平方向的加速电场.再经小孔O2进入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域.电场强度大小为E.磁感应强度大小为B1.方向如图.虚线PQ.MN之间存在着水平向右的匀强磁场.磁感应强度大小为B2.有一块折成直角的硬质塑料板abc(不带电.宽度很窄.厚度不计)放置在PQ.MN之间.a.c两点恰在分别位于PQ.MN上.ab=bc=L.α= 45°.现使粒子能沿图中虚线O2O3进入PQ.MN之间的区域. (1) 求加速电压U1. (2)假设粒子与硬质塑料板相碰后.速度大小不变.方向变化遵守光的反射定律.粒子在PQ.MN之间的区域中运动的时间和路程分别是多少? 解:(1)粒子源发出的粒子.进入加速电场被加速.速度为v0.根据能的转化和守恒定律得: 要使粒子能沿图中虚线O2O3进入PQ.MN之间的区域. 则粒子所受到向上的洛伦兹力与向下的电场力大小相等. 得到 将②式代入①式.得 (2)粒子从O3以速度v0进入PQ.MN之间的区域.先做匀速直线运动.打到ab板上.以大小为v0的速度垂直于磁场方向运动.粒子将以半径R在垂直于磁场的平面内作匀速圆周运动.转动一周后打到ab板的下部.由于不计板的厚度.所以质子从第一次打到ab板到第二次打到ab板后运动的时间为粒子在磁场运动一周的时间.即一个周期T. 由和运动学公式.得 粒子在磁场中共碰到2块板.做圆周运动所需的时间为 粒子进入磁场中.在v0方向的总位移s=2Lsin45°.时间为 则t=t1+t2=

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