如图所示,在两个水平平行金属极板间存在着向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场,电场强度和磁感应强度的大小分别为E=2×106N/C和B1=0.1T,极板的长度l=33m,间距足够
◎ 题目
如图所示,在两个水平平行金属极板间存在着向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场,电场强度和磁感应强度的大小分别为E=2×106N/C和B1=0.1T,极板的长度l=
(1)求圆形区域磁场的磁感应强度B2的大小 (2)在其它条件都不变的情况下,将极板间的磁场B1撤去,为使粒子飞出极板后不能进入圆形区域的磁场,求圆形区域的圆心O离极板右边缘的水平距离d应满足的条件. |
◎ 答案
(1)设粒子的初速度大小为v,粒子在极板间匀速直线运动,则:qvB1=qE, 设粒子在圆形区域磁场中做圆周运动的半径为r,由牛顿第二定律得:qvB2=m
粒子运动轨迹如图所示,粒子速度方向偏转了60°,由数学知识可得:r=Rcot30°,解得:B2=0.1T; (2)撤去磁场B1后,粒子在极板间做平抛运动,设在板间运动时间为t,运动的加速度为a, 飞出电场时竖直方向的速度为vy,速度的偏转角为θ,由牛顿第二定律得:qE=ma, 水平方向:l=vt,竖直方向:
设粒子飞出电场后速度恰好与圆形区域的边界相切时,圆心O离极板右边缘的水平距离为d, 如图所示,则d =
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