Question

（18分）如圖所示，相距為d、板間電壓為U的平行金屬板M、N間有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為B0的勻強磁場；在POy區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場；POx區(qū)域為無場區(qū)．一正離子沿平行于金屬板、垂直磁場射入兩板間并做勻速直線運動，從H（0，a）點垂直y軸進入第Ⅰ象限．

（1）求離子在平行金屬板間的運動速度；

（2）若離子經(jīng)OP上某點離開磁場，最后垂直x軸離開第Ⅰ象限，求離子在第Ⅰ象限磁場區(qū)域的運動時間；

（3）要使離子一定能打在x軸上，則離子的荷質(zhì)比應(yīng)滿足什么條件？

 

 

Answer 1

（1）（2）（3）

【解析】

試題分析：（1）粒子在平行板內(nèi)做勻速直線運動，有，又，

解得離子在平行板內(nèi)的速度為：

（2）如圖為離子在第一象限內(nèi)的運動軌跡圖，由幾何關(guān)系可得，軌跡半徑為

軌跡對應(yīng)的圓心角為 ；運動的周期為：

運動時間為：

（3）要使粒子一定能打到x軸上，離子在磁場中運動的最小半徑為r2，由幾何關(guān)系

解得：；

由 可得：，

即

考點：帶電粒子在復合場中的運動；帶電粒子在勻強磁場中的運動。