首页
>
考试
>
物理
>
高中物理
>
向心力
> 正文
返回
打印
如图，某带电粒子由静止经C、D间电压U=1×103V加速后，沿两水平金属板M、N中心线OO′射入．已知两金属板长L=0.2m，板间有一沿竖直方向的匀强电场（板外无电场），场强E=1×104V/m
网友投稿 2022-09-29 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图，某带电粒子由静止经C、D间电压U=1×10
3
V加速后，沿两水平金属板M、N中心线OO′射入．已知两金属板长L=0.2m，板间有一沿竖直方向的匀强电场（板外无电场），场强E=1×10
4
V/m．在板右端有一垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度B=0.3T，P、Q是磁场的左右两个竖直理想边界，粒子在磁场中运动的最长时间为t=1.5×10
-4
S．（粒子重力不计，π≈3）求：
（1）粒子离开偏转电场时速度方向与水平方向的夹角；
（2）粒子的比荷；
（3）磁场的最小宽度d．
◎ 答案
设带电粒子的质量为m，电量为q，离开偏转电场时的速度为v
0
（1）根据动能定理
Uq=
1
2
m
v
0
2
粒子在偏转电场中加速度
a=
Eq
m
偏转电场中运动时间
t=
L
v
0
竖直方向速度 v
y
=at
设粒子离开偏转电场时速度方向与水平方向的角度为θ，则
由以上各式解得 θ=45
0
（2）如图，
设粒子在磁场中做匀速圆周运动为R，当磁场宽度满足
d≥R+Rsin
π
4
时，粒子从磁场的左边离开时，在磁场中的运动时间最长，根据几何知识可求出此时粒子轨迹圆对应的圆心角为
θ=
3
2
π
，
所以粒子运动最长时间
t=
θ
2π
T
粒子运动周期
T=
2πm
Bq
，
由以上各式求得粒子比荷
q
m
=1×1
0
5
C/Kg
，
（3）粒子离开偏转电场时速度大小
v=
v
20
+
v
2y
洛仑兹力提供向心力
当粒子轨迹圆与磁场右边界相切时，磁场宽度最小．
由几何知识
d=R+Rsin
π
4
由以上各式得
d=
2+
2
3
m≈1.14m
．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图，某带电粒子由静止经C、D间电压U=1×103V加速后，沿两水平金属板M、N中心线OO′射入．已知两金属板长L=0.2m，板间有一沿竖直方向的匀强电场（板外无电场），场强E=1×104V/m…”主要考查了你对 【向心力】，【牛顿第二定律】，【动能定理】，【磁场对运动电荷的作用：洛伦兹力、左手定则】，【带电粒子在匀强磁场中的运动】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202209/261152.html
十二生肖
十二星座
