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相距2L的AB、CD两平行直线间区域存在着两个方向相反的匀强电场,其中PT上方的电场E1竖直向下;下方的电场E0竖直向上.PQ上连续分布着电量+q、质量m的粒子,依次以相同的初速度

网友投稿  2023-04-06 00:00:00  零零社区

◎ 题目

相距2L的AB、CD两平行直线间区域存在着两个方向相反的匀强电场,其中PT上方的电场E1竖直向下;下方的电场E0竖直向上.PQ上连续分布着电量+q、质量m的粒子,依次以相同的初速度v0垂直射入E0中,PQ=L.若从Q点射入的粒子恰从M点水平射出(如图),MT=L/2.不计粒子的重力及相互作用.问:
(1)E0与E1的大小
(2)若从M点射出的粒子恰从中点S位置垂直射入边长为a的正方形有界匀强磁场区域(如图).要使粒子能够从最上边界射出磁场区域.则该匀强磁场的磁感强度B大小?
魔方格

◎ 答案


魔方格
(1)设粒子在E0和E1中的时间为t1与t2,到达R时竖直速度为vy,则有L=
1
2
a1t
 21
=
1
2
qE0
m
t21
L
2
=
1
2
a2t
 22
=
1
2
qE1
m
t22

vy=
qE0
m
t1=
qE1
m
t2
与v0(t1+t2)=2L
联立得E1=2E0E0=
9m
v20
8qL
E1=
9m
v20
4qL

(2)粒子进入磁场的速度为v0
若粒子恰好从最左上角偏离,则
R1=
a
2
=
mv0
qB1

B1=
2mv0
qa

若粒子恰好从最右上角偏离,则
R22
=a2+(R2-
a
2
)2

R2=
5
4
a=
mv0
qB2

B2=
4mv0
5qa

综合得
4mv0
5qa
<B<
2mv0
qa

答:(1)E0大小为
9m
v20
8qL
,E1的大小为
9m
v20
4qL
;(2)匀强磁场的磁感强度
4mv0
5qa
<B<
2mv0
qa

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“相距2L的AB、CD两平行直线间区域存在着两个方向相反的匀强电场,其中PT上方的电场E1竖直向下;下方的电场E0竖直向上.PQ上连续分布着电量+q、质量m的粒子,依次以相同的初速度…”主要考查了你对  【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。



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