如图,左侧为两块长为L=10cm,间距cm的平行金属板,加上V的电压,上板电势高;现从左端沿中心轴线方向入射一个重力不计的带电微粒,微粒质量m=10-10kg,带电量q=+10-4C,初速

◎ 题目

如图,左侧为两块长为L=10cm,间距cm的平行金属板,加上V的电压,上板电势高;现从左端沿中心轴线方向入射一个重力不计的带电微粒,微粒质量m=10-10 kg,带电量q=+10-4 C,初速度v0=105m/s;中间用虚线框表示的正三角形内存在垂直纸面向里的匀强磁场B1,三角形的上顶点A与上金属板平齐,AB边的中点P1恰好在下金属板的右端点;三角形区域的右侧也存在垂直纸面向里,范围足够大的匀强磁场B2,且B2=4B1。求:
(1)带电微粒从电场中射出时的速度大小和方向;
(2)带电微粒进入中间三角形区域后,要垂直打在AC边上,则该区域的磁感应强度B1是多少?
(3)确定微粒最后射出磁场区域时的位置。

◎ 答案

解:(1)微粒在电场中做类平抛运动时间t,加速度a,射出电场时竖直方向的速度为vy
由牛顿第二定律有
初速度方向匀速运动
【或由,得
所以
设v与水平方向夹角θ,,所以垂直于AB出射
(2)带电粒子出电场时竖直方向偏转的位移y,有,所以,即粒子由P1点垂直AB射入磁场
设匀速圆周运动P1Q1段半径为R1,根据几何关系有:

(3)带点粒子在B2磁场中以O2为圆心做匀速圆周运动,即Q1Q2段,其半径为
再次进入磁场B1区域时做以O3为圆心,半径仍为R1的匀速圆周运动,即Q2P2段,最后从P2点射出磁场区域。在△P2CO3中,根据数学知识,有CO3=0.5R1,线段P2C长度为:
(或距B端2.32cm)

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图,左侧为两块长为L=10cm,间距cm的平行金属板,加上V的电压,上板电势高;现从左端沿中心轴线方向入射一个重力不计的带电微粒,微粒质量m=10-10kg,带电量q=+10-4C,初速…”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。

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