题目

如图所示，带电平行金属板相距为2R，在两板间半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，两板及其左侧边缘连线均与磁场边界刚好相切。一质子（不计重力）沿两板间中心线O1O2从左侧O1点以某一速度射入，沿直线通过圆形磁场区域，然后恰好从极板边缘飞出，在极板间运动时间为t0。若仅撤去磁场，质子仍从O1点以相同速度射入，经时间打到极板上。求: （1）求两极板间电压U； （2）求质子从极板间飞出时的速度大小； （3）若两极板不带电，保持磁场不变，质子仍沿中心线O1 O2从O1点射入，欲使质子从两板间右侧飞出，粒子射入的速度应满足什么条件？ 答案：⑴设质子从左侧O1点射入的速度为，极板长为 在复合场中作匀速运动：               ①（2分） 在电场中作类平抛运动：               ② （1分）                                       ③（1分）                                                                         ④（1分）                                     ⑤（1分） 解得                                    ⑥（2分）                ⑵质子从极板间飞出时的沿电场方向分速度大小 ⑦（2分） 从极板间飞出时的速度大小        ⑧（2分） ⑶设粒子飞出磁场区域时速度偏向角为θ， 则由几何关系tanθ=                 1分    θ=arctan                           1分    设粒子运动的轨迹半径为r    由几何关系  tan=                  1分                                 2分                                      1分 所以 速度取值范围是                       1分

查看本题答案和解析