如图所示,电源电动势E=60V,内阻r=1Ω,R1=3Ω,R2=6Ω.间距d=0.03m的两平行金属板A、B水平放置,闭合开关S,两板之间存在着匀强电场.在B板上开有两个间距为L=1.2m的小孔.M、
◎ 题目
如图所示,电源电动势E=60V,内阻r=1Ω,R1=3Ω,R2=6Ω.间距d=0.03m的两平行金属板A、B水平放置,闭合开关S,两板之间存在着匀强电场.在B板上开有两个间距为L=1.2m的小孔.M、N为两块同心1/4圆弧形金属板,圆心都在贴近B板的O′处,两板间的距离很近,两板上端的中心线正对着B板上的小孔(与B板的间隙可忽略不计),下端切线水平,P点恰好在O′的正下方,两圆弧形金属板间的电场强度可认为大小处处相等,方向都指向O′.现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m=1.0×10-5Kg、电量为q=1×10-3C的带正电微粒(微粒的重力不计),问: (1)微粒穿过B板小孔时的速度多大; (2)为了使微粒能在MN板间运动而不碰板,MN板间的电场强度大小应满足什么条件; (3)从释放微粒开始,经过多长时间微粒通过两圆弧形金属板? (4)为了让P点出射的带电粒子能射到B板的右侧C点小孔,现在P点外侧虚线框内另加一个竖直方向的有界匀强电场,则电场强度E为多少? |
◎ 答案
(1)因为平行金属板和电阻R1并联,故根据闭合电路欧姆定律可得: UAB=
根据动能定理,粒子通过AB过程中电场力对粒子做的功等于粒子动能的变化: qUAB=
得粒子获得的速度v=
(2)粒子以v=60m/s进入MN电场,在电场力作用下沿轨道做匀速圆周运动,根据题意知轨道的半径R=
qEMN=m
MN间电场强度EMN=
(3)粒子在AB间做初速度为0的匀加速直线运动,粒子受到电场力F=q
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