长为L的平行金属板水平放置,两极板带等量的异种电荷,板间形成匀强电场,平行金属板的右侧有如下图所示的匀强磁场。一个带电为+q、质量为m的带电粒子,以初速v0紧贴

长为L的平行金属板水平放置,两极板带等量的异种电荷,板间形成匀强电场,平行金属板的右侧有如下图所示的匀强磁场。一个带电为+q、质量为m的带电粒子,以初速v0紧贴

题型:不详难度:来源:
长为L的平行金属板水平放置,两极板带等量的异种电荷,板间形成匀强电场,平行金属板的右侧有如下图所示的匀强磁场。一个带电为+q、质量为m的带电粒子,以初速v0紧贴上板垂直于电场线方向进入该电场,刚好从下板边缘射出,射出时末速度恰与下板成30o角,出磁场时刚好紧贴上板右边缘,不计粒子重力,求:
小题1:两板间的距离;
小题2:匀强电场的场强与匀强磁场的磁感应强度。

答案

小题1:
小题2:  
解析
(1)带电粒子在电场中受到电场力的作用发生偏转,做类平抛运动。
竖直方向:离开电场时的速度vy=v0tan30°(1分)粒子发生偏转的位移(1分)
水平方向:粒子匀速运动的时间(1分)联立以上几式解得,(1分)
(2)在电场中粒子受到电场力,由牛顿第二定律得,qE=ma(1分)
根据运动学公式有,vy=at(1分)又因为粒子运动时间t=,所以(1分)
带电粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,即:(1分)
粒子离开电场时的速度(1分)

粒子在磁场中的运动轨迹如右图所示(1分)
由几何关系得,(1分)解得,(1分)
举一反三
如图所示,一个质量为m、电荷量为+q的圆环,可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动,细杆处在磁感应强度为B的匀强磁场中(不计空气阻力)。现给圆环向右的初速度v0,在以后的运动过程中,圆环运动的速度图象可能是(  )


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如图甲所示,在xOy平面内存在垂直平面的磁场,磁感应强度的变化规律如图乙所示(规定向里为磁感应强度的正方向),在t=0时刻由原点O发射初速度大小为v0,方向沿y轴正方向的带负电粒子(不计重力).若粒子的比荷大小.试求:
小题1:带电粒子从出发到再次回到原点所用的时间;
小题2:带电粒子从出发到再次回到原点的运动轨迹的长度;
小题3:若粒子的比荷变为,同时在y轴方向加匀强电场,其电场强度的变化规律如图丙所示(沿y轴正方向电场强度为正),要使带电粒子能够在运动一段时间后回到原点,则E的取值应为多少?
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质子(p)即粒子氦核42He以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动,轨道半径分别为,周期分别为,则下列选项正确的是(   )。
A.B.
C.D.

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如图所示,与电源断开的带电平行金属板相互正对水平放置,两板间存在着水平方向的匀强磁场.某带电小球从光滑绝缘轨道上的a点由静止开始下滑,经过轨道端点P(轨道上P点的切线沿水平方向)进入板间后恰好沿水平方向做直线运动.若保持磁感应强度不变,使两板间的距离稍减小一些,让小球从比a点稍低一些的b点由静止开始滑下,在经P点进入板间的运动过程中( )
A.电场力对小球做负功
B.小球所受电场力变大
C.小球仍可能做直线运动
D.小球将做曲线运动

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如上右图所示,是显象管电子束运动的示意图.设电子的加速电压为U,匀强磁场区的宽度为L.要使电子从磁场中射出时在图中所示的120º的范围内发生偏转(即上下各偏转60º),则匀强磁场的磁感应强度B的变化范围应满足______。
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