如图a,间距为d的平行金属板MN与一对光滑的平行导轨相连,平行导轨间距L=d2,一根导体棒ab以一定的初速度向右匀速运动,棒的右端存在一个垂直纸面向里,磁感应强度大小为B的
◎ 题目
如图a,间距为d的平行金属板MN与一对光滑的平行导轨相连,平行导轨间距L=
(1)判断带电粒子的正负,并求当ab棒的速度为v0时,粒子到达M板的速度v; (2)若要求粒子不能从外圆边界飞出,则ab棒运动速度v0的取值范围是多少? (3)若棒ab的速度
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◎ 答案
(1)根据右手定则知,a端为正极,故带电粒子必须带负电 ab棒切割磁感线,产生的电动势U=B
对于粒子,由动能定理qU=
得粒子射出电容器的速度为 v=
(2)要使粒子不从外边界飞出,则粒子最大半径时的轨迹与外圆相切, 由几何关系有:(2d-r)2=r2+d2 得 r=
由洛仑兹力等于向心力,有:qvB=m
联立得 v0=
故ab棒的速度范围:v0≤
(3)因为
所以只能让粒子在MN间只加速至速度为 v=
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