(1)若微粒在磁场中,做完整的圆周运动,其周期多大?
(2)若微粒从P点沿PM方向向左射出后直接从分界线的A点沿AO方向进入磁场并打到Q点,求微粒的运动速度大小;
(3)若微粒从P点沿PM方向向左侧射出,最终能到达Q点,求其速度满足的条件.
【解析】
例题:如图为实验室筛选带电粒子的装置示意图,左端加速电极M、N间的电压为U₁。中间速度选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强磁场的磁感应强度B=1.0T,两板间电压U₂=1.0×10²V,两板间的距离D=2cm。选择器右端是一个半径R=20cm的圆筒,可以围绕竖直中心轴顺时针转动,筒壁的一个水平圆周上均匀分布着8个小孔O₁至O₈。圆筒内部有竖直向下的匀强磁场B₂。一电荷量为q=1.60×10⁻¹⁹C、质量为m=3.2×10⁻²⁵kg的带电粒子,从静止开始经过加速电场后匀速穿过速度选择器。圆筒不转时,粒子恰好从小孔O₈,射入,入射方向与O₁O₅平行,最终从小孔O₃射出,若粒子碰到圆筒就被圆筒吸收。求:
(1)加速器两端的电压U₁的大小;
(2)圆筒内匀强磁场B₂的大小并判断粒子带正电还是负电;
(3)要使粒子从一个小孔射入圆筒后能从正对面的小孔射出(如从O₁进从O₅出),则圆筒匀速转动的角速度多大。
【解析】