如图所示,相距为d、板间电压为U的平行金属板M,N间有垂直纸面向里、磁感应强度为B0的匀强磁场;在POy区域内有垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场;POx区域为无场区。一

◎ 题目

如图所示,相距为d、板间电压为U的平行金属板M,N间有垂直纸面向里、磁感应强度为B0的匀强磁场;在POy区域内有垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场;POx区域为无场区。一正离子沿平行于金属板、垂直磁场射入两板间并做匀速直线运动,从H(0,a)点垂直y轴进入第I象限,经OP上某点离开磁场,最后垂直x轴离开第I象限,求:
(1)离子在金属板M,N间的运动速度;
(2)离子的荷质比
(3)离子在第I象限的磁场区域和无场区域内运动的时间之比。

◎ 答案

解:(1)设带电粒子的质量为m、电量为q,在平行金属板间的运动速度为v,平行金属板间的场强为E0
依题意,有qvB0=qE0
又M,N间为匀强电场,有
联立①②解得
(2)带电粒子进入POy区域,做匀速圆周运动,设轨道半径为r,有
依题意带电粒子进入第I象限转过圈后从OP上离开磁场,如图,由几何关系得a-r=rtan45° ⑤
联立③④⑤得 ⑥

(3)匀速圆周运动的周期 ⑦
带电粒子在磁场中的运动时间 ⑧
离子从C出来后做匀速直线运动,设经过x轴上的D点,如图,由几何关系有=a-r ⑨
从C到D的时间为 ⑩
联立③⑤⑦⑧⑨⑩得

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,相距为d、板间电压为U的平行金属板M,N间有垂直纸面向里、磁感应强度为B0的匀强磁场;在POy区域内有垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场;POx区域为无场区。一…”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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