题目
(2013山东省济宁市期末)如图所示,K与虚线MN之间是加速电场。P、Q是两平行极板,提供偏转电场,极板间的距离及板长均为d,右侧紧挨匀强磁场,磁场宽度为,最右侧是荧光屏。图中A点与O点的连线垂直于荧光屏。一带正电的粒子由静止被加速,从A点离开加速电场,垂直射入偏转电场,离开偏转电场后进入匀强磁场,最后恰好垂直地打在图中的荧光屏上。已知加速电压为,偏转电压,磁场区域在竖直方向足够长,磁感应强度为B,不计粒子的重力。求: (1)粒子穿出偏转电场时的速度偏转角; (2)粒子的比荷。 (3)若磁场的磁感应强度可从0逐渐增大,则荧光屏上出现的亮线长度是多少?
答案:在磁场中:qvB=m由几何关系:d=Rsin45°求得粒子的比荷:=(3)当磁感应强度为零时,带电粒子从C点射出沿直线打到荧光屏上D点,为带电粒子打到荧光屏上的最低点。则:O’D=dtan45°=d。当磁感应强度增加到一定程度,使带电粒子刚好和荧光屏相切时,为带电粒子打到荧光屏上的最高点。由几何关系:d=r+rcos45°=(+1)rO’F=r sin45°=(2-)d。荧光屏上出现的亮线长度是:FD= O’F+ O’D=2d。