Question

如圖所示，一質(zhì)量為m，電荷量為q的粒子從容器A下方小孔S₁飄入電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)，然后讓粒子從小孔S₃垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中，最后打到底片D上， 粒子的重力忽略不計(jì)。

（1）粒子在S₁、S₂之間做什么運(yùn)動(dòng)? 在S₂、S₃之間做何種運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)區(qū)域?qū)⒆龊畏N運(yùn)動(dòng)?
（2）粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小
（3）若粒子最終打到底片的D點(diǎn)， S₃距離D多遠(yuǎn)？

Answer 1

（1）粒子在S₁、 S₂區(qū)做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)；在S₂、 S₃區(qū)做勻速直線運(yùn)動(dòng)；在磁場(chǎng)區(qū)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).（2）

試題分析：（1）粒子在S₁、 S₂區(qū)做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)；
在S₂、 S₃區(qū)做勻速直線運(yùn)動(dòng)；在磁場(chǎng)區(qū)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).       （各2分，共6分）
（2）由動(dòng)能定理知，粒子在電場(chǎng)中得到的動(dòng)能等于電場(chǎng)對(duì)它所做的功，         3分
即由此可得v =                 1分
粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為  3分
D點(diǎn)到S₃的距離              2分