如图所示,MN、PQ是两块水平放置且长度相同的平行金属板,板间存在磁感应强度为B=1.25T的圆形匀强磁场,圆与两金属板相切.以圆上一点O为原点建立xoy直角坐标系,两板左端M、
◎ 题目
如图所示,MN、PQ是两块水平放置且长度相同的平行金属板,板间存在磁感应强度为B=1.25T的圆形匀强磁场,圆与两金属板相切.以圆上一点O为原点建立xoy直角坐标系,两板左端M、P在y轴上,圆与y轴的交点为α,Oα=0.2m.质量为m=5×10-8kg、带电量为q=10-5C的粒子从α点垂直y轴射入磁场,MN、PQ两板间的电压为0时,粒子的射入速度为v1,从b点射出磁场,速度方向与x轴成60°角;MN、PQ两板间的电压为U时,粒子以50m/s的速度射入磁场,在磁场中速度方向保持不变,并且粒子恰能从上板边缘离开电场,此后粒子做匀速直线运动.已知粒子的重力大小不计.求: (1)圆形磁场区的半径大小为多少? (2)v1的大小为多少? (3)MN、PQ两板间的电压U为多少? (4)粒子离开电场后做匀速直线运动的速度大小为多少?方向如何? |
◎ 答案
(1)如图所示,设粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心为d,因为粒子从b点射出磁场的速度方向与x轴成60°角,则∠adb=60°,三角形adb为等边三角形,粒子做圆周运动的半径为R=ad=0.4m------① ab=ad=0.4m,因为∠aob=90° 所以ab为圆形磁场的直径,磁场区的半径大小为r=0.2m------② (2)洛伦兹力提供向心力 qv1B=m
解得 v1=100m/s---------④ (3)两板间加电压U时,粒子速度方向不变,粒子所受电场力与洛伦兹力为一对平衡力, Eq=Bqv-----------⑤ 又U=E?ab 解得,U=25V---------⑥ (4)粒子从c点离开磁场后在电场力作用下做类平抛运动,水平方向速度不变,竖直方向向上做匀加速运动,
解得,vy=vx=50m/s--------------⑨ 所以粒子离开电场后做匀速直线运动的速度大小为v=50
答: (1)圆形磁场区的半径大小为0.2m. (2)v1的大小为100m/s. (3)MN、PQ两板间的电压U为25V. (4)粒子离开电场后做匀速直线运动的速度大小为50
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◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,MN、PQ是两块水平放置且长度相同的平行金属板,板间存在磁感应强度为B=1.25T的圆形匀强磁场,圆与两金属板相切.以圆上一点O为原点建立xoy直角坐标系,两板左端M、…”主要考查了你对 【向心力】,【牛顿第二定律】,【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
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下一篇:如图1所示,M、N为竖直放置的平行金属板,两板间所加电压为U0,S1、S2为板上正对的小孔.金属板P和Q水平放置在N板右侧,关于小孔S1、S2所在直线对称,两板的长度和两板间的距
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