Question

【題目】如圖所示，兩平行金屬板P、Q豎直放置，兩極板間的電壓為U。放在P板附近的離子源釋放出質(zhì)量為m，帶電量為-q的離子，離子經(jīng)加速電場加速后垂直磁場邊界從A點(diǎn)進(jìn)入一個(gè)勻強(qiáng)磁場，磁場左右邊界平行，距離為。該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里。不計(jì)離子的重力。

（1）認(rèn)為離子飄入加速電場時(shí)的速度很小，近似為零，求粒子從A點(diǎn)進(jìn)入磁場的速度v；

（2）若離子剛好從D點(diǎn)離開磁場，且離開磁場時(shí)，向下偏移的距離，則粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為多少？

（3）若加速電壓U和磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B均可調(diào)，欲使粒子不能從右邊界射出，應(yīng)如何調(diào)節(jié)U和B？

Answer 1

【答案】（1） ；（2）；（3）B增大，U減小.

【解析】（1）粒子在PQ之間被加速，由動(dòng)能定理： ，

解得

（2）由幾何關(guān)系可知 ，解得

則粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)角 ，解得θ=600，在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間

（3）欲使粒子不能從右邊界射出，則應(yīng)該減小粒子運(yùn)動(dòng)的半徑，根據(jù) 可知要減小U或者增大B.