如图所示,PQ、MN两极板间存在匀强电场,MN极板右侧的长为,宽为的虚线区域内有垂直纸面的匀强磁场B。现有一初速度为零、带电量为q、质量为m的离子(不计重力)从PQ极板出发,

◎ 题目

如图所示,PQ、MN两极板间存在匀强电场,MN极板右侧的长为,宽为的虚线区域内有垂直纸面的匀强磁场B。现有一初速度为零、带电量为q、质量为m的离子(不计重力)从PQ极板出发,经电场加速后,从MN上的小孔A垂直进入磁场区域,并从NF边界上某点垂直于虚线边界射出。求:
(1)匀强磁场的方向;
(2)PQ、MN两极板间电势差U;
(3)若带点粒子能从NF边界射出,则PQ、MN两极板间电势差的范围是多少?

◎ 答案

解:(1)由左手定则可知磁场的方向为垂直纸面向外;(4分)
(2)由动能定理得: ①        (2分)
离子进入磁场后,洛仑兹力提供向心力,由几何关系知半径r=L,则: ②(2分)
解得:    (2分)
(3)当速度最小时恰好从N点射出,此时半径为 ③  (2分)
由①②③知:最小电压       (2分)
当速度最大时恰好从N点射出,此时由几何关系知半径满足:
 ④         (2分)
由①②④知:最大电压   

◎ 解析

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,PQ、MN两极板间存在匀强电场,MN极板右侧的长为,宽为的虚线区域内有垂直纸面的匀强磁场B。现有一初速度为零、带电量为q、质量为m的离子(不计重力)从PQ极板出发,…”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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