如图甲所示,加速电场的加速电压为U0="50"V,在它的右侧有水平正对放置的平行金属板a、b构成的偏转电场,且此区间内还存在着垂直纸面方向的匀强磁场B0.已知金属板的板长L=
◎ 题目
如图甲所示,加速电场的加速电压为U0 =" 50" V,在它的右侧有水平正对放置的平行金属 板a、b构成的偏转电场,且此区间内还存在着垂直纸面方向的匀强磁场B0.已知金属板的 板长L = 0.1 m,板间距离d = 0.1 m,两板间的电势差uab随时间变化的规律如图乙所示.紧 贴金属板a、b的右侧存在半圆形的有界匀强磁场,磁感应强度B = 0.01 T,方向垂直纸面 向里,磁场的直径MN = 2R = 0.2 m即为其左边界,并与中线OO′垂直,且与金属板a的 右边缘重合于M点.两个比荷相同、均为q/m = 1×108 C/kg的带正电的粒子甲、乙先后由静 止开始经过加速电场后,再沿两金属板间的中线OO′ 方向射入平行板a、b所在的区域.不 计粒子所受的重力和粒子间的相互作用力,忽略偏转电场两板间电场的边缘效应,在每个粒 子通过偏转电场区域的极短时间内,偏转电场可视作恒定不变. (1)若粒子甲由t = 0.05 s时飞入,恰能沿中线OO′ 方向通过平行金属板a、b正对的区域,试分析该区域的磁感应强度B0的大小和方向; (2)若撤去平行金属板a、b正对区域的磁场,粒子乙恰能以最大动能飞入半圆形的磁场区域,试分析该粒子在该磁场中的运动时间. |
◎ 答案
(1),方向垂直向里(2) |
◎ 解析
(1)加速场由电场力做功 (2分) 由图像可知,在t=0.05s间,(1分) 带电粒子在两板间,(2分) 得磁感强度,方向垂直向里(3分) (2)撤去平型金属板正对磁场,带电粒子将做类平抛运动,若获得最大动能,设可从板下边缘飞出有 ,得到结论假设成立,,可知速度与水平方向夹角为45°(3分) 洛伦兹力提供向心力,有(2分) (2分),由时间(2分) 本题考查带电粒子在有界磁场和复合场中的运动,根据动能定理求出经过加速电场后的速度,由两极板间匀速列出受力平衡的公式,求出磁感强度大小及方向,进入磁场中根据题目所给条件画出运动的轨迹图,借助几何关系求解 |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图甲所示,加速电场的加速电压为U0="50"V,在它的右侧有水平正对放置的平行金属板a、b构成的偏转电场,且此区间内还存在着垂直纸面方向的匀强磁场B0.已知金属板的板长L=…”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。- 最新内容
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