如图甲所示,一初速度为零的带电粒子在A、B板间被电场加速后,从小孔射入长方形区域abcd,当粒子到达P点时,该区域内即出现一个始终垂直纸面而方向交替变化的匀强磁场,其变

◎ 题目

如图甲所示,一初速度为零的带电粒子在A、B板间被电场加速后,从小孔射入长方形区域abcd,当粒子到达P点时,该区域内即出现一个始终垂直纸面而方向交替变化的匀强磁场,其变化规律如图乙所示(B的正值与磁场指向纸外对应).已知直线PO垂直平分边ab(cd),PO=3m,ab=1.6m,带电粒子的荷质比(
q
m
)为50C/kg,不计重力.问:为使粒子能通过O点,A、B板间加速电压的最大值是多少?

魔方格

◎ 答案

粒子到P点后做圆周运动,因粒子运动的周期:T=
2πm
Bq
=π×10-2s

T刚好与B变化周期一致.又因为欲打到D点,
则应有:n?2rm=
.
PO
(n为自然数).
受ab宽度限制rm
.
ab
2

由以上分析得:n应取2时有rm=0.75m
rm=
mVm
Bq

根据动能定理,qUm=
1
2
mVm2

得:Um=
rm2B2q
2m
=225V

答:A、B板间加速电压的最大值是225V.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图甲所示,一初速度为零的带电粒子在A、B板间被电场加速后,从小孔射入长方形区域abcd,当粒子到达P点时,该区域内即出现一个始终垂直纸面而方向交替变化的匀强磁场,其变…”主要考查了你对  【向心力】,【牛顿第二定律】,【带电粒子在匀强磁场中的运动】  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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