如图甲所示,两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的交流电压u,金属板间电场可看做均匀、且两板外无电场,板长L=0.2m,板间距离d=0.1m,在金属板右侧有一边界为MN的

◎ 题目

如图甲所示,两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的交流电压u,金属板间电场可看做均匀、且两板外无电场,板长L=0.2m,板间距离d=0.1m,在金属板右侧有一边界为MN的区域足够大的匀强磁场,MN与两板中线OO′ 垂直,磁感应强度 B=5×10-3 T,方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中,已知每个粒子的速度v0=105m/s,比荷=108C/kg,重力忽略不计,在每个粒子通过电场区域的极短时间内,电场可视为恒定不变。求:
(1)带电粒子刚好从极板边缘射出时两金属板间的电压;
(2)带电粒子进入磁场时粒子最大速度的大小;
(3)证明:任意时刻从电场射出的带电粒子,进入磁场时在MN上的入射点和出磁场时在MN上的出射点间的距离为定值,并计算两点间的距离。

◎ 答案

解:(1)设带电粒子刚好从极板边缘射出电场时电压为U



U=25V
(2)带电粒子刚好从极板边缘射出电场时速度最大,设最大速度为vm,由动能定理

m/s
(3)设粒子进入磁场时速度方向与OO'的夹角为θ

则任意时刻粒子进入磁场的速度大小
粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为R,
设带电粒子从磁场中飞出的位置与进入磁场的位置之间的距离为l,
由上式可知,射出电场的任何一个带电粒子,进入磁场时的入射点与射出磁场时的出射点间距离为定值,l与θ无关,与所加电压值无关
两点间的距离为l=0.4m

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图甲所示,两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的交流电压u,金属板间电场可看做均匀、且两板外无电场,板长L=0.2m,板间距离d=0.1m,在金属板右侧有一边界为MN的…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  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。

  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐