Question

如圖所示，兩個(gè)幾何形完全相同的平行板電容器PQ和MN，水平置于水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中（磁場(chǎng)區(qū)域足夠大），兩電容器極板的左端和右端分別在同一豎直線上，已知P、Q之間和M、N之間的距離都是d，板間電壓都是U，極板長(zhǎng)度均為l，今有一電子從極板邊緣的O點(diǎn)以速度v沿P、Q兩極板的中心線進(jìn)入電容器，并做勻速直線運(yùn)動(dòng)穿過電容器，此后經(jīng)過磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)又沿水平方向進(jìn)入到電容器M、N之間，在電容器MN中也沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，穿過MN中的電場(chǎng)后，再經(jīng)過磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)又通過O點(diǎn)沿水平方向進(jìn)入電容器P、Q之間，如此循環(huán)往復(fù)。已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e。⑴試分析極板P、Q、M、N各帶什么電荷？⑵Q板和M板間的距離x滿足什么條件時(shí)，能夠達(dá)到題述過程的要求？  ⑶電子從O點(diǎn)出發(fā)至第一次返回到O點(diǎn)經(jīng)過了多長(zhǎng)時(shí)間？

Answer 1

⑴電子受磁場(chǎng)力向下，則受電場(chǎng)力向上，所以P板帶正電，Q板帶負(fù)電 同理可知，M板帶負(fù)電，N板帶正電 ⑵電子在電容器中由平衡條件有：電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，則：要使電子能進(jìn)入M、N之間，應(yīng)滿足：解得： ⑶電子通過一個(gè)電容器的時(shí)間為：電子通過一個(gè)磁場(chǎng)的時(shí)間為：電子從O點(diǎn)出發(fā)至第一次返回到O點(diǎn)經(jīng)過的時(shí)間為：