Question

【題目】如圖所示，足夠大的平行擋板A1、A2豎直放置，間距6L．兩板間存在兩個(gè)方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ和Ⅱ，以水平面MN為理想分界面，Ⅰ區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，方向垂直紙面向外．A1、A2上各有位置正對(duì)的小孔S1、S2，兩孔與分界面MN的距離均為L．質(zhì)量為m、電量為+q的粒子經(jīng)寬度為d的勻強(qiáng)電場(chǎng)由靜止加速后，沿水平方向從S1進(jìn)入Ⅰ區(qū)，并直接偏轉(zhuǎn)到MN上的P點(diǎn)，再進(jìn)入Ⅱ區(qū)，P點(diǎn)與A1板的距離是L的k倍，不計(jì)重力，碰到擋板的粒子不予考慮．

(1)若k=1，求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E；

(2)若2＜k＜3，且粒子沿水平方向從S2射出，求出粒子在磁場(chǎng)中的速度大小v與k的關(guān)系式和Ⅱ區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與k的關(guān)系式．

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】試題分析：（1）粒子在電場(chǎng)中，由動(dòng)能定理有qEd=mv2-0 ①

粒子在Ⅰ區(qū)洛倫茲力提供向心力 qvB0＝②

當(dāng)k=1時(shí)，由幾何關(guān)系得 r=L ③

由①②③解得E=④

（2）由于2<k<3時(shí)，由題意可知粒子在Ⅱ區(qū)只能發(fā)生一次偏轉(zhuǎn)，由幾何關(guān)系可知

(r-L)2+(kL)2=r2⑤

解得r=⑥

由②⑥解得v=⑦

粒子在Ⅱ區(qū)洛倫茲力提供向心力 qvB＝⑧

由對(duì)稱性及幾何關(guān)系可知 ⑨

解得r1=⑩

由⑧⑩解得 B＝