Question

在甲圖中，帶正電粒子從靜止開始經過電勢差為U的電場加速后，從G點垂直于MN進入偏轉磁場。該偏轉磁場是一個以直線MN為上邊界、方向垂直于紙面向外的勻強磁場，磁場的磁感應強度為B，帶電粒子經偏轉磁場后，最終到達照相底片上的H點．測得G、H間的距離為 d，粒子的重力可忽略不計。

（1）設粒子的電荷量為q，質量為m，試證明該粒子的比荷為：；

（2）若偏轉磁場的區域為圓形，且與MN相切于G點，如圖乙所示，其它條件不變。要保證上述粒子從G點垂直于MN進入偏轉磁場后不能打到MN邊界上（MN足夠長），求磁場區域的半徑應滿足的條件。

Answer 1

⑴見解析；⑵　

解析:

分析和解：（1）帶電粒子經過電場加速，進入偏轉磁場時速度為v，由動能定理

   　　　…………………①（1分）

進入磁場后帶電粒子做勻速圓周運動，軌道半徑為r

………………②（2分）

   打到H點有　　　　………………………③（1分）

由①②③得　…………(1分)

（2）要保證所有粒子都不能打到MN邊界上，粒子在磁場中運動偏角小于90°，臨界狀態為90°，如圖所示，磁場區半徑

　　　　　　　　　　　　（2分）

　所以磁場區域半徑滿足　　　（1分）