如圖,在直角三角形OPN區域內存在勻強磁場,磁感應強度大小為B、方向垂直于紙面向外。一帶正電的粒子從靜止開始經電壓U加速后,沿平行于x輔的方向射入磁場;一段時間后,該粒子在OP邊上某點以垂直于x軸的方向射出。已知O點為坐標原點,N點在y軸上,OP與x軸的夾角為30°,粒子進入磁場的入射點與離開磁場的出射點之間的距離為d,不計重力,求
(1)帶電粒子的比荷。
(2)帶電粒子從射入磁場到運動至x軸的時間。
解析:根據題意,做出帶電粒子的運動軌跡,如下圖所示。
(1)帶電粒子的比荷。
由幾何關系:R2+R2=d2
帶電粒子在電壓U加速過程中:Uq=1?2mv2
帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動:Bqv=mv2/R
聯立以上三式可得
(2)帶電粒子從射入磁場到運動至x軸的時間。
帶電粒子在整個過程中做勻速率運動,根據幾何關系有運動的路程
運動的時間t=s/v
聯立以上各式可得