Question

如图所示，在空间中存在垂直纸面向里的场强为B匀强磁场，其边界AB、CD的宽度为d，在左边界的Q点处有一质量为m，带电量为负q的粒子沿与左边界成30^o的方向射入磁场，粒子重力不计．求：

（1）带电粒子能从AB边界飞出的最大速度？
（2）若带电粒子能垂直CD边界飞出磁场，穿过小孔进入如图所示的匀强电场中减速至零且不碰到负极板，则极板间电压多大？
（3）若带电粒子的速度是，并可以从Q点沿纸面各个方向射入磁场，则粒子能打到CD边界的范围？

Answer 1

（1）（２）（３）

解析试题分析：（20分，第1小问6分，第2小问8分，第3小问6分）
（１）粒子能从左边界射出，临界情况有
                                      2分
                                          2分
所以粒子能从左边界射出速度应满足　　   2分
（２）粒子能从右边界射出　
　                                        2分
                                         2分
　　                                      2分
解得
粒子不碰到右极板所加电压满足的条件　　　　 2分
（３）当粒子速度为是时  
解得 粒子，                                   2分
如图                                                   2分



由几何关系可得                 2分
考点：带电粒子在磁场中的运动
点评：难题。认真分析系统所经历的物理过程，找出与临界状态相对应的临界条件，是解答这类题目的关键，寻找临界条件是以题目叙述中的一些特殊词语如“恰好”、“刚好”、“最大”、“最高”、“至少”为突破口，挖掘隐含条件，探求临界位置或状态．