如图所示,一个质量m=2.0×10-11kg、电荷量q=1.0×10-5C、重力忽略不计的带电微粒,从静止开始经电压U1=100V的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场,偏转电场的电
◎ 题目
如图所示,一个质量m=2.0×10-11kg、电荷量q=1.0×10-5C、重力忽略不计的带电微粒,从静止开始经电压U1=100V的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场,偏转电场的电压U2=100V.已测得偏转电场的极板长L=20cm,两板间距d=10
(1)微粒进入偏转电场时的速率v0是多少? (2)微粒射出偏转电场时的偏转角θ是多大? (3)若偏转电场右侧的匀强磁场的磁感应强度B=3.14T,则微粒在磁场中运动的时间是多少? |
◎ 答案
(1)微粒在加速电场中,应用动能定理, 则有:qU1=
代入数据解得v0=1.0×104m/s (2)微粒在偏转电场中做类平抛运动, 则有a=
vy=at=a
飞出电场时,速度偏转角的正切为tanθ=
解得 θ=30° (3)微粒进入磁场后在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动, 如图所示,由向心力公式有Bqv=mr(
又因为 T=
解得 T=
由图示几何关系知α=120°,所以微粒在磁场中运动的时间为t=
答:(1)微粒进入偏转电场时的速率v0=1.0×104m/s; (2)微粒射出偏转电场时的偏转角θ=30°; (3)若偏转电场右侧的匀强磁场的磁感应强度B=3.14T,则微粒在磁场中运动的时间是 |