Question

如图所示，纸平面内一带电粒子以某一速度做直线运动，一段时间后进入一垂直于纸面向里的圆形匀强磁场区域(图中未画出磁场区域)，粒子飞出磁场后从上板边缘平行于板面进入两面平行的金属板间，两金属板带等量异种电荷，粒子在两板间经偏转后恰从下板右边缘飞出．已知带电粒子的质量为m，电量为q，其重力不计，粒子进入磁场前的速度方向与带电板成=60角．匀强磁场的磁感应强度为B，带电板板长为l，板距为d，板间电压为U．试解答：

(1)上金属板带什么电?

(2)粒子刚进入金属板时速度为多大?

(3)圆形磁场区域的最小面积为多大?

 

Answer 1

【答案】

解：(1)上金属板带负电。

(2)设带电粒子进入电场的初速度为v，在电场中偏转时有d=at2=  ①(3分)

解得v=  ②(3分)

(3)如图，带电粒子在磁场中所受洛伦磁力作为向心力，设磁偏转的半径为R，

圆形磁场区域的半径为r，则

 

qvB=m  ③  (2分)

得R==  ④  (2分)

由几何知识可得r=Rsin30°  ⑤  (2分)

磁场区域的最小面积为S=pr2=  ⑥ (2分)

【解析】略