如图所示,水平放置的平行金属板之间电压大小为U,距离为d,其间还有垂直纸面向里的匀强磁场.质量为m带电量为+q的带电粒子,以水平速度v0从平行金属板的正中间射入并做匀速直
◎ 题目
如图所示,水平放置的平行金属板之间电压大小为U,距离为d,其间还有垂直纸面向里的匀强磁场.质量为m带电量为+q的带电粒子,以水平速度v0从平行金属板的正中间射入并做匀速直线运动,然后又垂直射入场强大小为E2,方向竖直向上的匀强电场,其边界a、b间的宽为L(该电场竖直方向足够长).电场和磁场都有理想边界,且粒子所受重力不计,求 (1)该带电粒子在a、b间运动的加速度大小a; (2)匀强磁场对该带电粒子作用力的大小f; (3)该带电粒子到达边界b时的速度大小v. |
◎ 答案
(1)带电粒子在a、b间运动过程中, 所受的电场力F2=qE2 根据牛顿第二定律:a=
联立得 a=
(2)带电粒子在平行金属板间做匀速直线运动,该粒子受力如图: 场强:E1=
电场力:F1=qE1 根据平衡条件:f=F1 解得:f=
(3)粒子在a、b间运动时间:t=
粒子到达边界b时电场方向的速度:vy=at 粒子到达边界b时的速度:v=
故v=
答:(1)该带电粒子在a、b间运动的加速度大小a是
(2)匀强磁场对该带电粒子作用力的大小f是
(3)该带电粒子到达边界b时的速度大小v是 |