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题文

如图甲所示,两个完全相同的平行板电容器PQ和MN,板间距离为d,极板长为L,极板厚度不计。将它们置于图示方向足够大的匀强磁场中,磁感应强度为B0,两电容器极板的左端和右端分别对齐,两电容器极板所加电压值相同。一质量为m、电荷量为+q、重力不计的粒子从极板P、Q间的中轴线O1O2左边缘的O1点,以速度v0沿O1O2匀速穿过电容器PQ,经过磁场偏转后沿极板M、N的中轴线O3O4做匀速直线运动,又经过磁场回到O1点,如此循环往复。不计电容器之外的电场对粒子运动的影响。求

(1)极板P、Q,M、N间所加电压的数值U。
(2)Q板和M板间的距离x。
(3)粒子从O1点开始运动到再次回到O1点所用的时间。
(4)若撤去电容器上所加的电压,将原磁场换作按图乙规律变化的磁场,取垂直纸面向里为磁场的正方向。粒子仍从O1点沿O1O2在0时刻以速度v0进入电容器PQ,在时刻恰好从P板右边缘水平射出(为未知量)。则B1为多少?

科目 物理   题型 计算题   难度 中等
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(1)微粒进入偏转电场时的速度v0是多大?
(2)两金属板间的电压U2是多大?
(3)若该匀强磁场的磁感应强度B,微粒在磁场中运动后能从左边界射出,则微粒在磁场中的运动时间为多少?
(4)若该匀强磁场的宽度为D,为使微粒不会从磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?

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