Question

如圖甲所示，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量q的帶正電微粒（重力忽略不計(jì)），從靜止開始經(jīng)電壓U₁加速后，沿水平方向進(jìn)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(yùn)動方向的角度θ為多大？

（2）微粒離開偏轉(zhuǎn)電場后接著進(jìn)入一個(gè)按圖乙規(guī)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(yīng)強(qiáng)度的大小為B₀，取微粒剛進(jìn)入磁場時(shí)為t=0時(shí)刻，此時(shí)磁場方向垂直于紙面向里，當(dāng)微粒離開磁場的右邊緣后恰好沿豎直方向運(yùn)動，求該磁場的變化周期T為多大？（微粒在磁場中運(yùn)動的時(shí)間t<T）

Answer 1

（1）加速過程

偏轉(zhuǎn)過程

豎直分速度為

水平方向

設(shè)偏轉(zhuǎn)角度為

解得

（2）軌跡如圖所示，帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的周期為

    

由幾何關(guān)系可知軌跡對應(yīng)的圓心角為

此過程粒子運(yùn)動的時(shí)間為T₁/3

∴磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期為