如圖所示,帶電量為+q、質(zhì)量為m的離子(不計重力)由靜止開始經(jīng)A、B間電壓加速以后,沿中心線射入帶電金屬板C、D間,C、D間電壓為U0,板間距離為d,中間有垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應強度為B0

(1)為使加速的離子進入C、D板間做勻速直線運動,求加速電壓U.

(2)設(shè)沿直線飛越C、D間的離子由小孔M沿半徑方向射入一半徑為R的絕緣筒,筒內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場,離子飛入筒內(nèi)與筒壁碰撞時速率、電量都不變,為使離子在筒內(nèi)能與筒壁碰撞4次(不含從M孔出來的一次)后又從M孔飛出,求筒內(nèi)磁感應強度的可能值B.(用三角函數(shù)表示)

答案:
解析:

  解:(1)離子在A、B間加速過程有:qU=mv02

  在CD間勻速直線運動有:qE=qv0B0且E=  解得:U=;

  (2)帶電離子在磁場中運動軌跡如圖

  由(1)公式可得:v0離子在圓形磁場中有:qv0B=m

  所以B=制作如圖所示:r=Rtan

  由幾何學知識易知:2nπ,n=1或2.

  第一種情況:θ,則r=Rtan  所以B=

  第二種情況:,則  所以


練習冊系列答案
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(1)粒子在速度選擇器中勻速運動的速度v為多少?

(2)入射粒子的質(zhì)量m為多少?

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