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如图所示,一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量q=+1.0×10-...

如图所示,一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量q=+1.0×10-5C,从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,微粒射出电场时的偏转角θ=30°,并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域.已知偏转电场中金属板长L=20cm,两板间距d=17.3cm,重力忽略不计.(manfen5.com 满分网3)求:
(1)带电微粒进入偏转电场时的速率v1
(2)偏转电场中两金属板间的电压U2
(3)为使带电微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?

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(1)粒子在加速电场中,电场力做功,由动能定理求出速度v. (2)粒子进入偏转电场后,做类平抛运动,运用运动的合成与分解求出电压. (3)粒子进入磁场后,做匀速圆周运动,结合条件,画出轨迹,由几何知识求半径,再求B. 【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 =1.0×104m/s (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: 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v2 竖直方向: 由几何关系  得U2=100V (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 设微粒进入磁场时的速度为v′ 由牛顿运动定律及运动学规律得  B== 解得B=0.1T 若带电粒子不射出磁场,磁感应强度B至少为0.1T. 答:(1)速率为1.0×104m/s (2)电压为100V (3)磁感应强度B至0.1T
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考点分析:
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①在方框中画出测量电路原理图;
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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