Question

（14分）在甲圖中，帶正電粒子從靜止開始經(jīng)過電勢(shì)差為U的電場(chǎng)加速后，從G點(diǎn)垂直于MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。該偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是一個(gè)以直線MN為上邊界、方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后，最終到達(dá)照相底片上的H點(diǎn)，如圖甲所示，測(cè)得G、H間的距離為d，粒子的重力可忽略不計(jì)。

(1)設(shè)粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m。求該粒子的比荷；
(2)若偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的區(qū)域?yàn)閳A形，且與MN相切于G點(diǎn)，如圖乙所示，其它條件不變,要保證上述粒子從G點(diǎn)垂直于MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后不能打到MN邊界上(MN足夠長(zhǎng))，求磁場(chǎng)區(qū)域的半徑應(yīng)滿足的條件。

Answer 1

（1）  （2）

解析試題分析：(1)帶電粒子經(jīng)過電場(chǎng)加速，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)速度為v，由動(dòng)能定理 
進(jìn)入磁場(chǎng)后帶電粒子做勻帶圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑r， 由于打到H點(diǎn)，所以。
聯(lián)立上述三式，得                    
(2)要保證所有帶電粒子都不能打到MN邊界上，帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)偏角如圖所示，磁場(chǎng)區(qū)半徑
所以磁場(chǎng)區(qū)域半徑滿足  
考點(diǎn)：洛倫茲力提供向心力、電場(chǎng)力做功
點(diǎn)評(píng)：此類題型考察洛倫茲力提供向心力，并需要將粒子軌跡畫出才能找到圓心，半徑之間的關(guān)系，這是求解這類題型的關(guān)鍵。