如图所示,MN、PQ是平行金属板,板长为L,两板间距离为d,PQ带正电,MN板带负电,在PQ板的上方有垂直纸面向里的匀强磁场.一个电荷量为q、质量为m的带负电粒子以速度v0从MN板
◎ 题目
如图所示,MN、PQ是平行金属板,板长为L,两板间距离为d,PQ带正电,MN板带负电,在PQ板的上方有垂直纸面向里的匀强磁场.一个电荷量为q、质量为m的带负电粒子以速度v0从MN板边缘沿平行于板的方向射入两板间,结果粒子恰好从PQ板左边缘飞进磁场,然后又恰好从PQ板的右边缘飞进电场.不计粒子重力.试求: (1)两金属板间所加电压U的大小; (2)匀强磁场的磁感应强度B的大小; (3)在图中正确画出粒子再次进入电场中的运动轨迹,并标出粒子再次从电场中飞出的速度方向. |
◎ 答案
(1)设带电粒子在平行金属板匀强电场中运动的时间为t, 由类平抛运动可知: L=v0t…① d=
a=
E=
联立求解①~④式解得:U=
本题也可以由动能定理和运动的合成、分解的方法,联立求解得出正确的结果. 设带电粒子第一次飞出电场时的速度为v 即由动能定理qU=
v2=v02+vy2; vy=at ①③④联立可得 U=
(2)带电粒子以速度v飞出电场后射入匀强磁场做匀速圆周运动, 由qvB=m
sinθ=
sinθ=
vy=at…⑨ 联立求解①③④⑤⑥⑦⑧⑨可得 B=
或由下列常规方法求 vy=at…(1) tanθ=
cosθ=
sinθ= |