一半径为r的圆形导线框内有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于导线框所在平面,一导体棒一端在圆心O,另一端放于圆形导线框上,并接触良好,导体绕圆心O匀角速转动,O

◎ 题目

一半径为r的圆形导线框内有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于导线框所在平面,一导体棒一端在圆心O,另一端放于圆形导线框上,并接触良好,导体绕圆心O匀角速转动,O端及线框分别用导线连接一对水平放置的平行金属板,两板间的距离为d.有一质量为m、带电量为q的液滴以初速度v0水平向右射入两板间(该液滴可为质点).该液滴恰能从两板间作匀速直线运动,然后液滴射入右侧电场强度大小恒定、方向竖直向上、磁感应强度为B1、宽为L的(重力场、电场、磁场)复合场(磁场的上下区足够大)中,重力恰等于电场力.求:
(1)平行金属板1和2间的电压是多大?
(2)导体棒旋转方向如何(顺时针或逆时针)?旋转角速度多大?
(3)该液滴离开复合场时,偏离原方向的距离.

魔方格

◎ 答案

(1)带电粒子在两板间作匀速直线运动,重力等于电场力.
即:
qU
d
=mg
u=
mgd
q

(2)上金属板带负电,即圆形线框带负电,由右手定则知导体棒转动方向为逆时针
设转动角速度为ω,棒转动的平均线速率为v=
1
2
ωr
棒产生的电动势为u,则u=Brv
mgd
q
=
1
2
Br2ω

解得ω=
2mgd
Br2q

(3)液滴进入复合场后做匀速圆周运动,设运动半径为R,
由牛顿第二定律有:qv0B1=
m
v20
R
       
得:R=
mv0
qB1
                         
讨论:①若R≤L,电子从磁场左边界离开 
由几何关系知偏转距离为  y=2R               
代入数据并整理得 y=
2mv0
qB1
                 
②若R>L,电子从磁场右边界离开   
由几何关系知偏转距离为y=R-

R2-L2
     
代入数据并整理得  y=
mv0
qB1
-

  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐
如图甲所示,直角坐标系中直线AB与横轴x夹角∠BAO=30°,AO长为a。假设在点A处有一放射源可沿∠BAO所夹范围内的各个方向放射出质量为m、速度大小均为v、带电量为e的电子,电子重
如图甲所示,直角坐标系中直
如图甲所示,建立Oxy坐标系,两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称,极板长度和板间距均为l,第一、四象限有磁场,方向垂直于Oxy平面向里。位于极板左侧的粒子源沿x轴向右接
如图甲所示,建立Oxy坐标系,
如图所示,在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场,其边界过原点O和y轴上的点a(0,L)。一个质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于轴正方向射入磁场,
如图所示,在平面直角坐标系
如图所示,两平行金属板A,B长度为l,直流电源能提供的最大电压为U,位于极板左侧中央的粒子源可以沿水平方向向右连续发射质量为m、电荷量为-q、重力不计的带电粒子,射入板
如图所示,两平行金属板A,B
静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核,当它放出一个α粒子后,其速度方向与磁场方向垂直,测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44:1,如图所示,则[]A.α粒子与反冲粒子的动量
静止在匀强磁场中的某放射性