(1)加速电压U=100 V时,带电粒子能否与中性粒子相碰,画出它的轨迹;
(2)欲使带电粒子能与中性粒子相碰,加速电压U的最大值为多少?

(1)加速电压U=100 V时,带电粒子能否与中性粒子相碰,画出它的轨迹;
(2)欲使带电粒子能与中性粒子相碰,加速电压U的最大值为多少?

(1)经电场加速后,设带电粒子到达P点时速度v,则
=qU
v=
=
此时,磁场出现,粒子仅受洛伦兹力作用,做匀速圆周运动,其运动半径r和周期T分别为
r=
=
T=
=3.14×10-2s

由1.57×10-2 s即T/2,磁场反向,而粒子此时刚好到达PO直线上。可见粒子运动具有周期性。
因为PO=
所以粒子可与中性粒子相碰,轨迹如图。
(2)欲使粒子能与中性粒子相碰,带电粒子做圆周运动的半径R应满足K·2R=PO(K为自然数)且R≤ab/2=
故R=
≤
所以U=
≤225 V,即最大加速电压为225 V。
答案:(1)相碰 (2)225 V