Question

（17分）從粒子源不斷發(fā)射相同的帶電粒子，初速可忽略不計，這些粒子經電場加速后，從M孔以平行于MN方向進入一個邊長為d的正方形的磁場區(qū)域MNQP，如圖14所示，磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向外，其中PQ的中點S開有小孔，外側緊貼PQ放置一塊熒光屏。當把加速電壓調節(jié)為U時，這些粒子剛好經過孔S 打在熒光屏上，不計粒子的重力和粒子間的相互作用。請說明粒子的電性并求出粒子的比荷（）

 

Answer 1

【答案】

解：粒子在磁場中運動軌跡如答圖2所示，

其中O為軌跡的圓心。由于受力沿MP邊，粒子帶正電。（2分）

粒子在電場中加速，由動能定理有：

解得：①（3分）

粒子進入磁場中做圓周運動，由洛倫茲力提供向心力得：

解得②（3分）

又由軌跡圖，在ΔOSP中有：解得③（5分）

將③與①式代入②解得：。（4分）

【解析】應用動能定理求出帶電粒子經電場加速后的速度，畫出帶電粒子在磁場中運動軌跡圖，利用洛倫茲力提供向心力和圖中幾何關系列方程解答。