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如图所示,K与虚线MN之间是加速电场,虚线MN与PQ之间是匀强电场,虚线PQ与荧...

如图所示,K与虚线MN之间是加速电场,虚线MN与PQ之间是匀强电场,虚线PQ与荧光屏之间是匀强磁场,且MN、PQ与荧光屏三者互相平行,电场和磁场的方向如图所示,图中A点与O点的连线垂直于荧光屏,一带正电的粒子从A点离开加速电场,速度方向垂直于偏转电场方向射入偏转电场,在离开偏转电场后进入匀强磁场,最后垂直的打在荧光屏上,已知电场和磁场在竖直方向上足够长,加速电场电压与偏转电场的场强关系为manfen5.com 满分网,式中d是偏转电场的宽度,磁场的磁感应强度B与偏转电场的电场强度E和带电粒子离开加速电场的速度的关系为manfen5.com 满分网,若题中只有偏转电场的宽度d已知,则:
(1)画出带电粒子运动的轨迹图
(2)带电粒子在偏转电场中的偏转距离是多大?
(3)磁场的宽度L多少?

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(1)粒子在加速电场中做匀加速直线运动,在偏转电场中中做平抛运动,在磁场中做匀速圆周运动,带电粒子最终垂直地打在荧光屏上,则可画出带电粒了的轨迹示意图; (2)由动能定理可求得粒子离开加速电场时的动能;由平抛运动规律可求得带电粒子在电场中的偏转距离,由几何关系可求得在磁场中的偏转距离. (3)由平抛运动规律可求得粒子进入磁场时的速度大小及方向,由牛顿第二定律可求出粒子在磁场中的半径,由几何关系可求得磁场的宽度; 【解析】 (1)、带电粒子在电场中做类平抛运动,在磁场中作圆周运动,带电粒子最终垂直地打在荧光屏上,说明带电粒子在电场中偏转的角度与在磁场中偏转的角度大小相等,方向相反,其轨迹如图所示.正确画出轨迹图. (2)、带电粒子在加速电场中获得的动能为 粒子在偏转电场中的加速度a= 粒子在偏转电场中运动时间 t= 粒子在偏转电场中的偏转距离 ,解得△y1=0.5d (3)、粒子射出偏转电场时的偏转角为  即带电粒子在电场中的偏转角θ=45° 带电粒子离开偏转电场速度为 带电粒在在磁场中做圆周运动向心力由洛仑兹力提供: 带电粒子在磁场中偏转的半径为  带电粒子在偏转电场中的偏转角与在磁场中的偏转相等,才能垂直打在荧光屏上,由图可知,磁场宽度L=Rsinθ=d 答: (1)画出带电粒子运动的轨迹图如图所示. (2)带电粒子在偏转电场中的偏转距离是0.5d. (3)磁场的宽度L为d.
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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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