【详解】(1)安培力,加速度,
速度;
(2)在区间,
安培力,如图所示
安培力做功;
根据动能定理可得,解得;
(3)根据动量定理可得,
电荷量,
在处的速度,
联立解得;
23.小明受回旋加速器的启发,设计了如图1所示的“回旋变速装置”。两相距为d的平行金属栅极板M、N,板M位于x轴上,板N在它的正下方。两板间加上如图2所示的幅值为U0的交变电压,周期。板M上方和板N下方有磁感应强度大小均为B、方向相反的匀强磁场。粒子探测器位于y轴处,仅能探测到垂直射入的带电粒子。有一沿x轴可移动、粒子出射初动能可调节的粒子发射源,沿y轴正方向射出质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子。t=0时刻,发射源在(x,0)位置发射一带电粒子。忽略粒子的重力和其它阻力,粒子在电场中运动的时间不计。
(1)若粒子只经磁场偏转并在y=y0处被探测到,求发射源的位置和粒子的初动能;
(2)若粒子两次进出电场区域后被探测到,求粒子发射源的位置x与被探测到的位置y之间的关系
【答案】(1) ,
(2)
, , ,
【解析】
【详解】(1)发射源的位置,
粒子的初动能:;
(2)分下面三种情况讨论:
(i)如图1,
由,
和,,
及,
得;
(ii)如图2,
由,
和,
及,
得;
(iii)如图3,
由,
和,
及,
得;