如图所示，大量质量为m、电荷量为+q的粒子，从静止开始经极板A、B间加速后，沿中心线方向陆续进入平行极板C、D...

问题详情：

如图所示，大量质量为m、电荷量为+q的粒子，从静止开始经极板A、B间加速后，沿中心线方向陆续进入平行极板C、D间的偏转电场，飞出偏转电场后进入右侧的有界匀强磁场，最后从磁场左边界飞出．已知A、B间电压为U0；极板C、D长为L，间距为d；磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，磁场的左边界与C、D右端相距L，且与中心线垂直．假设所有粒子都能飞出偏转电场，并进入右侧匀强磁场，不计粒子的重力及相互间的作用．则：                                                                                                                                                         

（1）求粒子在偏转电场中运动的时间t；                                                                     

（2）求能使所有粒子均能进入匀强磁场区域的偏转电压的最大值U；                                        

（3）接第（2）问，当偏转电压为时，求粒子进出磁场位置之间的距离．                                       

【回答】

（1）粒子在AB间加速，有：

又粒子在偏转电场中，水平方向：L=v0t，所以：

（2）当粒子擦着偏转极板边缘飞出时，偏转电压最大，即为：

又因有：

且：

代入第（1）问数据得：

（3）设粒子进入偏转电场时速度为v0，离开偏转电场时速度为v，速度v的偏向角为θ，在磁场中轨道半径为r，

粒子离开偏转电场时，vcosθ=v0

在匀强磁场中：

粒子进出磁场位置之间的距离：h=2rcosθ

解得：

答：（1）粒子在偏转电场中运动的时间t为；

（2）能使所有粒子均能进入匀强磁场区域的偏转电压的最大值为；

（3）当偏转电压为时，粒子进出磁场位置之间的距离为．

知识点：专题六 电场和磁场

题型：综合题