Question

【题目】如图所示，一对平行金属极板a、b水平正对放置，极板长度为L，板间距为d，极板间电压为U，且板间存在垂直纸面磁感应强度为B的匀强磁场（图中未画出）。一带电粒子以一定的水平速度从两极板的左端正中央沿垂直于电场、磁场的方向射入极板间，恰好做匀速直线运动，打到距离金属极板右端L处的荧光屏MN上的O点。若撤去磁场，粒子仍能从极板间射出，且打到荧光屏MN上的P点。已知P点与O点间的距离为h，不计粒子的重力及空气阻力。

（1）请判断匀强磁场的方向；

（2）求带电粒子刚进入极板左侧时的速度大小v；

（3）求粒子的比荷（）。

Answer 1

【答案】（1）磁场方向垂直纸面向里（2）v= （3）

【解析】

（1）由左手定则可知磁场方向。

（2）粒子在极板间做直线运动，可知洛伦兹力与电场力相等；

（3）若撤去磁场，粒子在电场中做类平抛运动，结合水平和竖直方向的运动特点解答；

（1）由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里。

（2）带电粒子受力平衡，有

粒子进入极板时的速度v=

（3）带电粒子在两极板间运动时间t1=，加速度

带电粒子穿过电场时的侧移量

带电粒子离开两极板间后做匀速直线运动的时间t2=

带电粒子从极板右端射出时沿竖直方向的速度vy =

带电粒子离开两极板间后在竖直方向的位移

两次侧移量之和为h，即：h=y1+y2=

解得：