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如图所示,在竖直平面内有宽度为L足够长的金属导轨,导轨间有垂直纸面向里的匀强磁场...

如图所示,在竖直平面内有宽度为L足够长的金属导满分5 manfen5.com轨,导轨间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B0,导轨上有一导体棒在外力作用下以速度v0向左匀速运动;P、Q为竖直平面内两平行金属板,分别用导线和M、N相连,P、Q板长为d,间距也为d, P、Q板间虚线右侧为垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。现有一电量为q的带正电小球,从P、Q左边界的中点水平射入,进入磁场后做匀速圆周运动,重力加速度取g。求:

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(1)带电小球的质量m;

(2)能够打在P板上的带电小球在磁场中运动的最短时间;

(3)能够打在P板上的带电小球速度v的取值范围。

 

(1) (2) (3)≤v≤ 【解析】 试题分析:(1)因为小球在磁场中做匀速圆周运动。故它受到的电场力与重力相等, 即:qE=mg, P、Q两板间电压:U=Ed, 导体棒在MN导体棒上切割磁感线,由电磁感应定律得:U=B0Lv0, 联立得:m= (2)如图,圆心为O2的轨迹对应在磁场中运动的时间最短: Tmin=T/4,又T= 小球在磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供:qvB=m, 联立得:tmin=。 (3)如图,能打在P板上的两个临界轨迹分别为圆心O1和O2, 由几何知识得:r1=d/4;r2=d/2。 由以上可知:r=, 联立得:v1=; v2=。 故≤v≤。 考点:带电粒子在匀强磁场中的运动、带电粒子在匀强电场中的运动。  
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考点分析:
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