Question

如圖所示，PQ、MN兩極板間存在勻強電場，MN極板右側的長為，寬為的虛線區域內有垂直紙面的勻強磁場B。現有一初速度為零、帶電量為q、質量為m的離子（不計重力）從PQ極板出發，經電場加速后，從MN上的小孔A垂直進入磁場區域，并從NF邊界上某點垂直于虛線邊界射出。求：
（1）勻強磁場的方向；
（2）PQ、MN兩極板間電勢差U；
（3）若帶點粒子能從NF邊界射出，則PQ、MN兩極板間電勢差的范圍是多少？

Answer 1

解：（1）由左手定則可知磁場的方向為垂直紙面向外；（4分）
（2）由動能定理得： ①        （2分）
離子進入磁場后，洛侖茲力提供向心力，由幾何關系知半徑r=L,則： ②（2分）
解得:    （2分）
(3)當速度最小時恰好從N點射出，此時半徑為 ③  （2分）
由①②③知：最小電壓       （2分）
當速度最大時恰好從N點射出，此時由幾何關系知半徑滿足：
 ④         （2分）
由①②④知：最大電壓   

略