Question

如圖所示，有一半徑為R₁=1m的圓形磁場區(qū)域，圓心為O，另有一外半徑為R₂=m、內(nèi)半徑為R₁的同心環(huán)形磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度大小均為B=0.5T，方向相反，均垂直于紙面，一帶正電粒子從平行極板下板P點靜止釋放，經(jīng)加速后通過上板小孔Q，垂直進入環(huán)形磁場區(qū)域，已知點P、Q、O在同一豎直線上，上極板與環(huán)形磁場外邊界相切，粒子比荷q/m=4×10⁷C/kg，不計粒子的重力，且不考慮粒子的相對論效應(yīng)，求：
（1）若加速電壓U₁＝1.25×10²V，則粒子剛進入環(huán)形磁場時的速度多大？
（2）要使粒子不能進入中間的圓形磁場區(qū)域，加速電壓U₂應(yīng)滿足什么條件？
（3）若改變加速電壓大小，可使粒子進入圓形磁場區(qū)域，且能水平通過圓心O，最后返回到出發(fā)點，則粒子從Q孔進入磁場到第一次經(jīng)過O點所用的時間為多少？

Answer 1

⑴m/s…（2）（3）t≈1.83×10^-7s…

解析