如图所示,P、Q是相距为d的水平放置的两平行金属板,P、Q间有垂直于纸面向里、磁感应强度为B1的匀强磁场,M、N是竖直放置的两平行金属板,用导线将P与M相连、Q与N相连,X是平

◎ 题目

如图所示,P、Q是相距为d的水平放置的两平行金属板,P、Q间有垂直于纸面向里、磁感应强度为B1的匀强磁场,M、N是竖直放置的两平行金属板,用导线将P与M相连、Q与N相连,X是平行于M和N的竖直绝缘挡板,Y是平行于M和N的荧光屏,X、M、N、Y的中间各有一个小孔,所有小孔在同一水平轴线上,荧光屏的右侧有垂直于纸面向外的匀强磁场,现有大量的正、负粒子(电荷量的大小均为q,质量均为m)不断地以相同的速度垂直于磁场水平向右射入金属板P、Q之间,忽略电场的边缘效应,不计粒子的重力和粒子之间相互作用。
(1)若在荧光屏Y上只有一个亮点,则粒子的初速度v0必须满足什么条件;
(2)若粒子以初速度v射入B1磁场,且在荧光屏上出现两个亮点,则正、负两种粒子形成的亮点到荧光屏上小孔的距离之比是多少?

◎ 答案

解:(1)由于带电粒子偏转,P、Q极板上将带上电荷,设电压为U,则极板M、N间的电压也为U,当带电粒子在P、Q极板间做匀速运动时

若在荧光屏Y上只有一个亮点,则负电荷不能通过极板M、N
满足
解得
(2)若荧光屏上有两个亮点,则
在此条件下,由得U1=dB1v
对正电荷,设到达B2中后速度为v1,则
设做圆周运动的半径为R1,则
解得
对负电荷,设到达B2中后速度为v2,则
设做圆周运动的半径为R2,则
解得
所以正、负两种电荷形成的亮点到荧光屏上小孔的距离之比为

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,P、Q是相距为d的水平放置的两平行金属板,P、Q间有垂直于纸面向里、磁感应强度为B1的匀强磁场,M、N是竖直放置的两平行金属板,用导线将P与M相连、Q与N相连,X是平…”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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