长为L的平行金属板水平放置,两极板带等量的异种电荷,板间形成匀强电场,平行金属板的右侧有如下图所示的匀强磁场。一个带电为+q、质量为m的带电粒子,以初速v0紧贴上板垂直

◎ 题目

长为L的平行金属板水平放置,两极板带等量的异种电荷,板间形成匀强电场,平行金属板的右侧有如下图所示的匀强磁场。一个带电为+q、质量为m的带电粒子,以初速v0紧贴上板垂直于电场线方向进入该电场,刚好从下板边缘射出,射出时末速度恰与下板成30o角,出磁场时刚好紧贴上板右边缘,不计粒子重力,求:
小题1:两板间的距离;
小题2:匀强电场的场强与匀强磁场的磁感应强度。

◎ 答案


小题1:
小题2:  

◎ 解析

(1)带电粒子在电场中受到电场力的作用发生偏转,做类平抛运动。
竖直方向:离开电场时的速度vy=v0tan30°(1分)粒子发生偏转的位移(1分)
水平方向:粒子匀速运动的时间(1分)联立以上几式解得,(1分)
(2)在电场中粒子受到电场力,由牛顿第二定律得,qE=ma(1分)
根据运动学公式有,vy=at(1分)又因为粒子运动时间t=,所以(1分)
带电粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,即:(1分)
粒子离开电场时的速度(1分)

粒子在磁场中的运动轨迹如右图所示(1分)
由几何关系得,(1分)解得,(1分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“长为L的平行金属板水平放置,两极板带等量的异种电荷,板间形成匀强电场,平行金属板的右侧有如下图所示的匀强磁场。一个带电为+q、质量为m的带电粒子,以初速v0紧贴上板垂直…”主要考查了你对  【磁场对运动电荷的作用:洛伦兹力、左手定则】  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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