如图所示,一个质量为m、电荷量为+q的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经U1电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中.金属板长L,两板间距d.求:(1
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如图所示,一个质量为m、电荷量为+q的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经U1电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中.金属板长L,两板间距d.求:(1
题型:不详
难度:
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如图所示,一个质量为m、电荷量为+q的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经U
1
电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中.金属板长L,两板间距d.求:
(1)微粒进入偏转电场时的速度v
0
是多大?
(2)若微粒射出偏转电场时的偏转角为θ,并接着进入一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区.则两金属板间的电压U
2
是多大?
(3)若该匀强磁场的宽度为D,为使微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度至少多大?
答案
解析:(1)带电微粒经加速电场加速后速度为v,根据动能定理:qU
1
=
1
2
mv
0
2
解得:v
0
=
2q
U
1
m
;
(2)带电微粒在偏转电场中只受电场力作用,做类平抛运动.在水平方向微粒做匀速直线运动
水平方向:t=
L
v
0
带电微粒在竖直方向做匀加速直线运动,加速度为a,出电场时竖直方向速度为v
2
竖直方向:a=
U
2
q
md
v2=at=
q
U
2
dm
×
L
v
0
由几何关系:tanθ=
v
2
v
0
=
q
U
2
L
dm
v
20
=
U
2
L
2d
U
1
U
2
=
2d
U
1
L
tanθ
(3)带电微粒进入磁场做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,设微粒轨道半径为R,由几何关系知:
R+
R
2
=D
得:R=
2D
3
设微粒进入磁场时的速度为v′:v′=
v
0
cosθ
由牛顿运动定律及运动学规律:qv′B=
mv
′
2
R
得:B=
mv′
qR
=
m
v
0
(q+
2D
3
)cosθ
答:(1)速率为:v
0
=
2q
U
1
m
;
(2)偏转电压U
2
=
2d
U
1
L
tanθ;
(3)磁感应强度B至少为
m
v
0
(q+
2D
3
)cosθ
.
举一反三
电子质量为m、电量为e,从坐标原点O处沿xOy平面射入第一象限(包括x轴、y轴),射入时速度方向不同,速度大小均为v
0
,如图所示.现在某一区域加方向向外且垂直于xOy平面的匀强磁场,并保证粒子均从O点进入磁场,磁感应强度为B,若这些电子穿过磁场后都能垂直射到荧光屏MN上,荧光屏与y轴平行,求:
(1)荧光屏上光斑的长度;
(2)所加磁场范围的最小面积.
题型:不详
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如图所示,在两平行直线MN、M′N′间有匀强磁场,两电子都从MN上A点沿MN方向射入磁场,速率分别为v
1
和v
2
,射出磁场时,v
1
与M′N′垂直,v
2
与M′N′夹角为60°.求:
(1)v
1
:v
2
,
(2)它们在磁场中运行的时间分别为t
1
和t
2
,求t
1
:t
2
.
题型:不详
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|
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平面直角坐标系xOy中,第1象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v
0
垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成60°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点与y轴正方向成60
0
角射出磁场,如图所示.不计粒子重力,求
(1)粒子在磁场中运动的轨道半径R;
(2)粒子从M点运动到P点的总时间t;
(3)匀强电场的场强大小E.
题型:不详
难度:
|
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地磁场对地球有保护作用,一束带负电的宇宙射线,垂直地球赤道由上而下运动,关于宇宙射线的旋转方向的下列说法正确的是( )
A.向东
B.向西
C.向南
D.向北
题型:不详
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如图所示,正方形区域ABCD内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,三个完全相同的带电粒子a、b、c分别以大小不同的初速度v
a
、v
b
、v
c
从A点沿图示方向射入该磁场区域,经磁场偏转后粒子a、b、c分别从BC边中点、CD边中点、AD边中点射出.若t
a
、t
b
、t
c
分别表示粒子a、b、c在磁场中的运动时间.则以下判断正确的是( )
A.v
a
<v
b
<v
c
B.v
c
<v
b
<v
a
C.t
a
<t
b
<t
c
D.t
a
=t
b
<t
c
题型:不详
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