Question

一帶正電的粒子帶電量為q，質(zhì)量為m。從靜止開始經(jīng)一電壓U₁=100V的勻強(qiáng)電場加速后，垂直進(jìn)入一電壓U₂=40V的平行板電場，平行板長L=0.2m，間距d=1cm。在平行板區(qū)域同時(shí)存在一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B₁=1T。粒子穿過平行板后進(jìn)入另一垂直向里的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B₂，寬度D=0.1m。最后從此磁場的右邊界以
60°穿出（如圖所示）。已知粒子的比荷為，忽略粒子重力及阻力的影響。
（1）求粒子進(jìn)入平行板電場時(shí)的速度大�。�
（2）求有界勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B₂的大��；
（3）求粒子從進(jìn)入磁場到穿出磁場所用時(shí)間。（保留一位有效數(shù)字）

Answer 1

（1）粒子經(jīng)過加速電場，由動能定理有        （2分）
解得粒子進(jìn)入平行板電場時(shí)的速度       （2分）
（2）粒子在平行板中受到的洛侖茲力             （2分）
所受的電場力                             （2分）
由于F=f，粒子沿v₀方向勻速直線穿過平行板，進(jìn)入有界磁場B₂       （1分）
由幾何關(guān)系可得，粒子圓周運(yùn)動的半徑      （1分）
又因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/40/e/1fhvm3.gif" style="vertical-align:middle;" />                                        （1分）[來源:Z_xx_k.Com]
得 磁感應(yīng)強(qiáng)度                                    （1分）
（3）粒子在平行板區(qū)域所用時(shí)間                （1分）
粒子在有界磁場區(qū)域所用時(shí)間                 （2分）
所以粒子在穿越兩個(gè)磁場所用的總時(shí)間            （1分）

解析