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带电粒子在电场中的加速
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如图所示,在以原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内充满了磁感应强度为B的匀强磁场,x轴下方为一平行板电容器,其正极板与x轴重合且在O处开有小孔,两极板间距离为。现有电荷
网友投稿 2022-12-04 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示,在以原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内充满了磁感应强度为B的匀强磁场,x轴下方为一平行板电容器,其正极板与x轴重合且在O处开有小孔,两极板间距离为
。现有电荷量为e、质量为m的电子在O点正下方负极板上的P点由静止释放。不计电子所受重力。
(1)若电子在磁场中运动一段时间后刚好从磁场的最右边缘处返回到x轴上,求加在电容器两极板间的电压。
(2)将两极板间的电压增大到第(1)问中电压的4倍,先在P处释放第一个电子,在这个电子刚到达O点时释放第二个电子,求第一个电子离开磁场时,第二个电子的位置坐标。
◎ 答案
解:(1)设加速电压为
U
,电子经电场加速后速度为
v
,由动能定理得:
又有
,
r
=
联立以上各式解得
U
=
(2)电压增加为原来4倍,则有电子在磁场中的半径
设电子在电场中运动时间为
t
1
,加速度为
a
,则有
,
设间距为
d
,有:
解得:
电子在磁场中运动总时间为
t
2
,则有
,
解得:
,即
由此可知:第一个电子离开磁场时,第二个电子的圆心角为30°,如图中的Q点:
因此Q点的坐标为:
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,在以原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内充满了磁感应强度为B的匀强磁场,x轴下方为一平行板电容器,其正极板与x轴重合且在O处开有小孔,两极板间距离为。现有电荷…”主要考查了你对 【带电粒子在电场中的加速】,【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/202212/407535.html
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