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如图所示,相距为d、板间电压为U的平行金属板M、N间有垂直纸面向里、磁感应强度为...

如图所示,相距为d、板间电压为U的平行金属板M、N间有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场;在pOy区域内有垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场;pOx区域为无场区.
一正离子沿平行于金属板、垂直磁场射入两板间并做匀速直线运动,从H(0,a)点垂直y轴进入第Ⅰ象限.
(1)求离子在平行金属板间的运动速度;
(2)若离子经Op上某点离开磁场,最后垂直x轴离开第Ⅰ象限,求离子在第Ⅰ象限磁场区域的运动时间;
(3)要使离子一定能打在x轴上,则离子的荷质比manfen5.com 满分网应满足什么条件?

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(1)正离子沿平行于金属板垂直磁场射入两板间做匀速直线运动时,洛伦兹力与电场力平衡,由平衡条件和E=结合可求出离子在平行金属板间的运动速度. (2)离子在磁场中运动圈后从Op上离开磁场,可求出离子在磁场中运动时间,离开磁场后离子做匀速直线运动,由几何知识求出位移,即可求出时间. (3)带电粒子进入pOy区域做匀速圆周运动,据题由几何关系可求出圆周运动的半径.在磁场中由洛伦兹力提供向心力,可求出比荷. 【解析】 (1)离子在平行板内匀速直线运动,因此有  qvB=qE    又                  解得离子在平行板内的速度为         (2)如图为离子在第I象限磁场区域内运动的轨迹图, 由几何关系得,轨迹半径为, 轨迹对应的圆心角为              运动周期为            运动时间为       (3)要使离子一定能打在x轴上,离子在磁场B中运动的最小半径如图所示 由几何关系  得    由 得                         即必须小于. 答:(1)离子在平行金属板间的运动速度; (2)离子在第Ⅰ象限磁场区域的运动时间; (3)要使离子一定能打在x轴上,则离子的荷质比应小于.
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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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