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带电粒子在匀强磁场中的运动
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如图所示,M、N为两块水平放置的平行金属板,两板长度均为L=4cm,两板间距离d=3.2cm,两板间电压U=480V.在金属板右侧有垂直纸面的匀强磁场,P、Q两条竖直线为匀强磁场的边界
网友投稿 2023-04-06 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示,M、N为两块水平放置的平行金属板,两板长度均为L=4cm,两板间距离d=3.2cm,两板间电压U=480V.在金属板右侧有垂直纸面的匀强磁场,P、Q两条竖直线为匀强磁场的边界,P、Q间距离s=3cm.一个质量m=1.6×10
-26
Kg、电荷量q=8.0×10
-19
C的负电荷(不计重力),以速度V0=2.0×10
5
m/s从金属板左侧沿中线射入两板间,从金属板右侧飞出后又进入PQ间的匀强磁场中,最后从磁场右边界水平飞出.试求:
(1)电荷从磁场中飞出时的速度大小V;
(2)匀强磁场的磁感就强度B的大小.
◎ 答案
带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,运动的时间:
t=
L
v
0
=
0.04
2.0×1
0
5
=2×1
0
-7
s
粒子在电场中的加速度:
a=
qE
m
=
qU
md
=
8×1
0
-19
×480
1.6×1
0
-26
×0.032
=7.5×10
11
m/s
2
粒子在竖直方向的速度:
v
y
=at=1.5×1
0
5
m/s
粒子射出电场时的速度:
v=
v
20
+
v
2y
=2.5×1
0
5
m/s
带电粒子在磁场中运动时,洛伦兹力不做功,所以电荷从磁场中飞出时的速度大小V=2.5×10
5
m/s.
(2)带电粒子进入匀强磁场前与水平方向的夹角θ:
tanθ=
v
y
v
0
=0.6
,所以θ=37°
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,画出运动的轨迹如图:
由几何关系得:
R=
d
sin37°
=5cm
又洛伦兹力提供向心力,即:
qvB=
m
v
2
R
代入数据解得:B=0.1T
答:(1)电荷从磁场中飞出时的速度大小V=2.5×10
5
m/s
(2)匀强磁场的磁感就强度B=0.1T
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,M、N为两块水平放置的平行金属板,两板长度均为L=4cm,两板间距离d=3.2cm,两板间电压U=480V.在金属板右侧有垂直纸面的匀强磁场,P、Q两条竖直线为匀强磁场的边界…”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。
http://www.00-edu.com/html/202304/441311.html
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