如图,板长为L、间距为d的平行金属板水平放置,两板间所加电压大小为U,足够大光屏PQ与板的右端相距为a,且与板垂直。一带正电的粒子以初速度0沿两板间的中心线射入,射出电

◎ 题目

如图,板长为L、间距为d的平行金属板水平放置,两板间所加电压大小为U,足够大光屏PQ与板的右端相距为a,且与板垂直。一带正电的粒子以初速度0沿两板间的中心线射入,射出电场时粒子速度的偏转角为37°。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计粒子的重力。
⑴求粒子的比荷q/m;
⑵若在两板右侧MN、光屏PQ间加如图所示的匀强磁场,要使粒子不打在光屏上,求磁场的磁感应强度大小B的取值范围;
⑶若在两板右侧MN、光屏PQ间仅加电场强度大小为E0、方向垂直纸面向外的匀强电场。设初速度方向所在的直线与光屏交点为O点,取O点为坐标原点,水平向右为x正方向,垂直纸面向外为z轴的正方向,建立如图所示的坐标系,求粒子打在光屏上的坐标(x,y,z)。

◎ 答案

(1)(2)(3)(0,

◎ 解析


试题分析:⑴设粒子射出电场时速度的水平分量为、竖直分量为
                      (1分) 
        (1分) 
        (2分)
解得:             (1分)
⑵设磁场的磁感应强度为B时粒子不能打在光屏上
由几何知识 有     (2分)
由牛顿第二定律 有      (1分) 
解得 磁感应强度大小范围: (2分)
⑶ 粒子从两板间以速度射出后作匀变速曲线运动,沿x、y轴方向均作匀速直线运动,沿z轴方向作初速度为零的匀加速直线运动。由题意知:
坐标                           (1分)   
坐标=    (2分)
时间                          (1分)  
坐标                 (1分)   
                       (1分)
则粒子打在光屏上的坐标为(0,
点评:粒子从两板间以速度射出后作匀变速曲线运动,沿x、y轴方向均作匀速直线运动,沿z轴方向作初速度为零的匀加速直线运动。

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图,板长为L、间距为d的平行金属板水平放置,两板间所加电压大小为U,足够大光屏PQ与板的右端相距为a,且与板垂直。一带正电的粒子以初速度0沿两板间的中心线射入,射出电…”主要考查了你对  【带电粒子在电场中的偏转】  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。

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