如图所示,在xoy第一象限内分布有垂直xoy向外的匀强磁场,磁感应强度B=2.5×10-2T.在第二象限紧贴y轴和x轴放置一对平行金属板MN(中心轴线与y轴垂直),极板间距d=0.4m;极板
◎ 题目
如图所示,在xoy第一象限内分布有垂直xoy向外的匀强磁场,磁感应强度B=2.5×10-2T.在第二象限紧贴y轴和x轴放置一对平行金属板MN(中心轴线与y轴垂直),极板间距d=0.4m;极板与左侧电路相连接,通过移动滑动头P可以改变极板MN间的电压.a、b为滑动变阻器的最下端和最上端(滑动变阻器的阻值分布均匀),a、b两端所加电压U=144V.在MN中心轴线上距y轴距离为L=0.4m处,有一粒子源S沿x轴正方向连续射出比荷为
(1)当滑动头P在a端时,求粒子在磁场中做圆周运动的半径 (2)若滑动头P移至ab正中间时,粒子在电场中的运动时间为t1;滑动头P在b端时粒子在电场中的运动时间为t2,求t1与t2的比值. ![]() |
◎ 答案
(1)P在a端时,MN间电压为0,粒子进入磁场中时速度大小为v0,有: qv0B=
代入数据可解得:R0=0.2m (2)粒子在电场中做类平抛运动,加速度为a=
设MN间电压为U0时,粒子恰能沿极板边缘离开电场,粒子在平行电场方向偏的距离为:
解得:U0=100V P在ab正中间时,极板间电压UMN=
由L=v0t1得: 粒子在电场中运动时间t1=
当滑动头P在b端时,极板间电压UMN=U=144V>U0,粒子打到极板上 由
得:t2=d |