Question

質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電粒子自靜止開始釋放，經(jīng)M、N板間的電場加速后，從A點(diǎn)垂直于磁場邊界射入寬度為d的勻強(qiáng)磁場中，該粒子離開磁場時(shí)的位置P偏離入射方向的距離為L，如圖所示．已知M、N兩板間的電壓為U，粒子的重力不計(jì)．求：
（1）帶電粒子經(jīng)加速電場加速后速度大小；
（2）帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑；
（3）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)動(dòng)能定理求電子在加速電場中加速后獲得的速度；
（2）根據(jù)幾何關(guān)系求出電子在磁場中的半徑；
（3）根據(jù)洛倫茲力提供向心力求出磁感應(yīng)強(qiáng)度．

解答：解：（1）電子在M、N間加速后獲得的速度為v，由動(dòng)能定理得：

1

2

mv²-0=eU
所以  v=

2eU m

（2）如圖由幾何關(guān)系可得：r²=d²+（r-L）²

得：r=

d2+L2

2L

（3）洛侖茲力提供向心力evB=

mv2

r

聯(lián)立可得：B=

2mvL

e(d2+L2)

=

2Um e

2L

d2+L2

答：（1）電子進(jìn)入磁場時(shí)的速度v為

2eU m

．
（2）電子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r為

d2+L2

2L

；
（3）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為

2Um e

2L

d2+L2

．

點(diǎn)評(píng)：本題是帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的問題，關(guān)鍵是畫出軌跡，由幾何知識(shí)求解軌跡半徑．