如图所示,由S点发出的电量为q、质量为m的静止带电粒子,被加速电压为U,极板间距离为d的匀强电场加速后,从正中央垂直射入电压为U的匀强偏转电场,偏转极板长度和极板距离均为L,带电粒子离开偏转电场后即进入一个垂直纸面方向的匀强磁场,其磁感应强度为B。若不计重力影响,欲使带电粒子通过某路径返回S点,求:
(1)简要画出粒子经磁场返回S点的路径(粒子第二次进入电场时电场方向反向)。
(2)粒子第一次进入磁场时的速度大小?
(3)匀强磁场的宽度D至少为多少?
(1)如答图所示(3分)
(2)电场对粒子加速,由动能定理得: ①(2分)
由①式解得: ②
粒子在偏转电场中做类似平抛运动,其加速度为: ③(1分)
粒子通过偏转电场的时间为: ④ (1分)
粒子在偏转电场中的侧移距离为: ⑤(1分)
侧向速度为: ⑥ (1分)
则粒子射出偏转电场时的速度为: ⑦ (2分)
(3)粒子以速度进入磁场做匀速度圆周运动的洛仑兹力为向心力,设运动半径为R:
⑧(2分)
由⑧式解得: ⑨(1分)
则磁场宽度为:
⑩ (2分)
该作品由: 用户冠军分享上传
可圈可点是一个信息分享及获取的平台。不确保部分用户上传资料的来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系 可圈可点 ,我们核实后将及时进行处理。