Question

如圖甲所示，一個質量為m、電荷量q的帶正電微料（重力忽略不計），從靜止開始經電壓U₁加速后，沿水平方向進入兩等大的水平放置的平行金屬板間，金屬板長為L，兩板間距d=L/4，兩金屬板間的電壓，求：

（1）求帶電微粒偏離原來運動方向的角度θ為多大？
（2）微粒離開偏轉電場后接著進入一個按圖乙規律變化的有界磁場中，磁場左右邊線在豎直方向上，已知磁感應強度的大小為B，取微粒剛進入磁場時為t=0時刻，此時磁場方向垂直于紙面向里，當微粒離開磁場的右邊緣后恰好沿豎直方向運動，求該磁場的變化周期T為多大？（微粒在磁場中運動的時間t＜T）

Answer 1

【答案】分析：（1）粒子在加速電場中，電場力做功，由動能定理求出初速度，粒子進入偏轉電場后，做類平拋運動，運用運動的合成與分解求出偏轉角；
（2）粒子進入磁場后，做勻速圓周運動，結合條件，畫出軌跡，由幾何知識結合周期公式即可求解．
解答：解：（1）加速過程
偏轉過程
豎直分速度為v₂=at
水平方向l=v₁t
設偏轉角度為
解得θ=30°
（2）軌跡如圖所示，帶電粒子在磁場中做勻
速圓周運動的周期為
由幾何關系可知軌跡對應的圓心角為α=120°
此過程粒子運動的時間為T₁
∴磁場磁感應強度變化的周期為
答：（1）求帶電微粒偏離原來運動方向的角度θ為30°；
（2）該磁場的變化周期T為．
點評：本題是帶電粒子在組合場中運動的問題，關鍵是分析粒子的受力情況和運動情況，用力學的方法處理．