如图所示:两块带电金属板a、b水平正对放置,在板间形成匀强电场,电场方向竖直向上.板间同时存在与电场正交的匀强磁场,假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域.一束
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如图所示:两块带电金属板a、b水平正对放置,在板间形成匀强电场,电场方向竖直向上.板间同时存在与电场正交的匀强磁场,假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域.一束
题型:不详
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如图所示:两块带电金属板a、b水平正对放置,在板间形成匀强电场,电场方向竖直向上.板间同时存在与电场正交的匀强磁场,假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域.一束电子以一定的初速度v
0
从两板的左端中央,沿垂直于电场、磁场的方向射入场中,无偏转的通过场区.
已知:板长L=10.0cm,两板间距d=3.0cm,两板间电势差U=150V,v
0
=2.0×10
7
m/s.电子所带电量与其质量之比e/m=1.76×10
11
C/kg,电子电荷量1.60×10
-19
C,不计电子所受的重力和电子之间的相互作用力.求:
(1)求磁感应强度B的大小
(2)若撤去磁场,求电子离开电场时偏离入射方向的距离y
(3)若撤去磁场,求电子穿过电场的整个过程中动能的增加量△E
K
(4).
答案
(1)由平衡条件得
e
U
d
=ev
0
B,得,B=
U
v
0
d
=2.5×10
-4
T
(2)若撤去磁场,电子做平抛运动.
水平方向:L=v
0
t
竖直方向:y=
1
2
a
t
2
,a=
eU
md
联立得到,y=
eU
L
2
2md
v
20
代入解得,y=1.1×10
-2
m
(3)根据动能定理得
动能的增加量△E
K
=eEy=e
U
d
y
代入解得,△E
K
=8.8×10
-18
J
答:
(1)磁感应强度B的大小为2.5×10
-4
T.
(2)若撤去磁场,求电子离开电场时偏离入射方向的距离y=1.1×10
-2
m.
(3)若撤去磁场,求电子穿过电场的整个过程中动能的增加量△E
K
=8.8×10
-18
J.
举一反三
如图,两条水平虚线之间有垂直于纸面向里,宽度为d=50cm,磁感应强度为B=1.0T的匀强磁场.边长为l=10cm的正方形线圈,质量为m=100g,电阻为R=0.020Ω.线圈下边缘到磁场上边界的距离为h=80cm.将线圈由静止释放,已知其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时刻的速度相同.取g=10m/s
2
.求:
(1)线圈进入磁场的过程中产生的电热Q.
(2)线圈下边缘穿越磁场的过程中,线圈的最小速度v.
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如图所示,一个半径为R的绝缘光滑半圆环,竖直放在场强为E的匀强电场中,电场方向竖直向下.在环壁边缘处有一质量为m,带有正电荷q的小球,由静止开始下滑,则小球到达最低点的过程下列中,下列说法正确的有( )
A.小球的机械能守恒
B.小球的电势能增大
C.小球的电势能和动能之和不变
D.小球的动能增大
题型:不详
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如图所示,有一质子(电量为e,质量为m)由静止经电压U
1
加速后,进入两块间距为d电压为U
2
的平行金属板间,若质子从两板正中间垂直电场方向射入,且正好能从下板右边缘穿出电场,求:
(1)质子则进入偏转电场U
2
时的速度;
(2)在偏转电场U
2
中运动的时间和金属板的长L;
(3)质子穿出电场时的动能.
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一带负电小球从空中的a点运动到b点过程中,受重力、电场力和空气阻力作用,已知重力做功3.5J,电场力做功1J,克服空气阻力做功0.5J,则下列选项正确的是( )
A.小球在a点的重力势能比在b点多3.5J
B.小球在a点的电势能比在b点少1J
C.小球在a点的机械能比在b点少0.5J
D.小球在a点的动能比在b点多4J
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如右图,水平面上有一半径为R的圆形区域处在场强为E的匀强电场中,电场方向与圆面平行,一质量为m、带电量为q的带电粒子由圆上某一点,以与圆面平行的初速度v
0
进入该圆形区域,当该粒子运动到该圆形区域的圆心处时,可能具有的动能为( )
A.
1
2
m
v
20
+qER
B.
1
2
m
v
20
+2qER
C.
1
2
m
v
20
D.0
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