如图所示,内径为r、外径为2r的圆环内有垂直纸面向里、磁感应强度为B的 匀强磁场.圆环左侧的平行板电容器

如图所示,内径为r、外径为2r的圆环内有垂直纸面向里、磁感应强度为B的 匀强磁场.圆环左侧的平行板电容器两板间电压为U,靠近M板处静止释放质量为m、 电量为q的正离子,经过电场加速后从N板小孔射出,并沿圆环直径方向射人磁场,求:
(1) 离子从N板小孔射出时的速率; (2) 离子在磁场中做圆周运动的半径;
(3) 要使离子不进入小圆区域,磁感应强度的取值范围.

(1)qU=½mv²
v=√2qU/m
(2)带电粒子做圆周运动的最大半径设为R。此时和小圆相切,圆心在厣射入点正上方。设圆心为O'.OO'=R+r
此时有(R+r)²=R²+(2r)²
R=3r/2
(3) 要使离子不进入小圆区域:由R=mv/qB
B=mv/qR=(2/3r)*[√(2mU/q)]
要使离子不进入小圆区域,磁感应强度的取值范围.B≧(2/3r)*[√(2mU/q)]
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