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如图所示,一个质量为m=2.0×10-11kg,电荷量q=+1.0×10-5C的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经U1=100V电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,上板带正电.金
网友投稿 2022-10-29 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示,一个质量为m=2.0×10
-11
kg,电荷量q=+1.0×10
-5
C的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经U
1
=100V电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,上板带正电.金属板长L=20cm,两板间距d=10
3
cm.求:
(1)微粒进入偏转电场时的速度v
0
是多大?
(2)若微粒射出偏转电场时的偏转角为θ=30°,并接着进入一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区,则两金属板间的电压U
2
是多大?
(3)若该匀强磁场的宽度为D=10
3
cm,为使微粒不会由磁场右边界射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?
◎ 答案
(1)设进入偏转电场的速度为v
0
,由动能定理得,qU
1
=
1
2
mv
20
,解得v
0
=1.0×10
4
m/s
(2)微粒在偏转电场中做类平抛运动设运动时间为t,加速度为a,沿偏转电场方向速度为v
1
则:
L=v
0
t
a=
qU
2
md
v
1
=at
飞出电场时,偏转角满足:tanθ=
v
1
v
0
=
3
3
由以上解得,U
2
=100V
(3)进入偏转磁场时的微粒速度是v=
v
0
cosθ
粒子在磁场中运动径迹如图,
有几何关系得,运动半径r=
2
3
D
洛伦兹力提供向心力,有牛顿第二定律得,
Bqv=
mv
2
r
所以,r=
mv
qB
由以上解得,B=0.2T,此即B的最小值
答(1)速度为1.0×10
4
m/s
(2)偏转电压为100V
(3)磁感应强度最小为0.2T
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,一个质量为m=2.0×10-11kg,电荷量q=+1.0×10-5C的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经U1=100V电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,上板带正电.金…”主要考查了你对 【向心力】,【牛顿第二定律】,【带电粒子在电场中运动的综合应用】,【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/202210/336250.html
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