Question

（16分）如圖所示，平行板電容器上板M帶正電，兩板間電壓恒為U，極板長為（1+）d，板間距離為2d，在兩板間有一圓形勻強磁場區域，磁場邊界與兩板及右側邊緣線相切，P點是磁場邊界與下板N的切點，磁場方向垂直于紙面向里，現有一帶電微粒從板的左側進入磁場，若微粒從兩板的正中間以大小為v₀水平速度進入板間電場，恰做勻速直線運動，經圓形磁場偏轉后打在P點。

（1）判斷微粒的帶電性質并求其電荷量與質量的比值；
（2）求勻強磁場的磁感應強度B的大小；
（3）若帶電微粒從M板左側邊緣沿正對磁場圓心的方向射入板間電場，要使微粒不與兩板相碰并從極板左側射出，求微粒入射速度的大小范圍。

Answer 1

負電        

試題分析：（1）由題意可知，微粒所受電場力向上，上板帶正電可得微粒帶負電，（1分）
由于微粒做勻速直線運動可得  （1分）
又     可得       （2分）
（2） 由題意可得，微粒從下板P垂直射出，所以 （1分）
根據牛頓第二定律    （2分）
解得       （2分）
（3）如圖所示，要使粒子從左板射出，臨界條件是恰從下板左邊射出，此時根據幾何關系可得（2分）
微粒做圓周運動的半徑 （1分）
又根據牛頓第二定律     （1分）
解得   （2分）
要使微粒從左板射出（1分）