如图所示,一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量为q=+1.0×10-5C,从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,偏转电压为U2=100V,接
◎ 题目
如图所示,一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量为q=+1.0×10-5C,从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,偏转电压为U2=100V,接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域.已知偏转电场中金属板长L=20cm,两板间距d=17.3cm,带电微粒的重力略不计.求: (l)带电微粒进入偏转电场时的速率v1; (2)带电微粒射出偏转电场时的速度偏转角θ; (3)为使带电微粒不会从磁场右边界射出,该匀强磁场的磁应强度的最小值B. |
◎ 答案
解(1)带电微粒经加速电场加速后速度为v1, 根据动能定理U1q=
v1=
∴v1=1.0×104m/s (2)带电微粒在偏转电场中只受电场力作用,做类平抛运动. 在水平方向:L=v1t…① 带电微粒在竖直方向做匀加速直线运动,加速度为a,出电场时竖直方向速度为v2, 竖直方向:a=
v2=at…③ 由①②③得v2=
又因为:tanθ=
代入v1=
∴tanθ=
即:θ=30° (3)带电微粒进入磁场做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力, 设微粒轨道半径为R, 由几何关系知:R+Rsinθ=D R= |