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如图所示,MN、PQ是平行金属板,板长为L,两板间距离为d,PQ带正电,MN板带...

如图所示,MN、PQ是平行金属板,板长为L,两板间距离为d,PQ带正电,MN板带负电,在PQ板的上方有垂直纸面向里的匀强磁场.一个电荷量为q、质量为m的带负电粒子以速度v从MN板边缘沿平行于板的方向射入两板间,结果粒子恰好从PQ板左边缘飞进磁场,然后又恰好从PQ板的右边缘飞进电场.不计粒子重力.试求:
(1)两金属板间所加电压U的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)在图中正确画出粒子再次进入电场中的运动轨迹,并标出粒子再次从电场中飞出的速度方向.

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(1)带电粒子在平行金属板间做的是类平抛运动,对物体受力分析,根据平抛运动的规律可以求得电压的大小; (2)带电粒子以速度v飞出电场后射入匀强磁场做匀速圆周运动,根据粒子的运动画出运动的轨迹,由几何关系可以求得磁感强度的大小; (3)根据粒子的运动的情况画出粒子的运动的轨迹. (1)设带电粒子在平行金属板匀强电场中运动的时间为t, 由类平抛运动可知: L=vt…① …② …③ …④ 联立求解①~④式解得:…⑤ 本题也可以由动能定理和运动的合成、分解的方法,联立求解得出正确的结果. 设带电粒子第一次飞出电场时的速度为v 即由动能定理; v2=v2+vy2; vy=at ①③④联立可得 (2)带电粒子以速度v飞出电场后射入匀强磁场做匀速圆周运动, 由…⑥ …⑦ …⑧ vy=at…⑨ 联立求解①③④⑤⑥⑦⑧⑨可得 …⑩ 或由下列常规方法求【解析】 vy=at…(1) …(2) …(3) …(4) …(5) 联立以上有关方程求解可得:…(6) (3)粒子的运动的轨迹如图所示.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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