(16分)如图所示,平行板电容器上板M带正电,两板间电压恒为U,极板长为(1+)d,板间距离为2d,在两板间有一圆形匀强磁场区域,磁场边界与两板及右侧边缘线相切,P点是磁场边界

◎ 题目

(16分)如图所示,平行板电容器上板M带正电,两板间电压恒为U,极板长为(1+)d,板间距离为2d,在两板间有一圆形匀强磁场区域,磁场边界与两板及右侧边缘线相切,P点是磁场边界与下板N的切点,磁场方向垂直于纸面向里,现有一带电微粒从板的左侧进入磁场,若微粒从两板的正中间以大小为v0水平速度进入板间电场,恰做匀速直线运动,经圆形磁场偏转后打在P点。

(1)判断微粒的带电性质并求其电荷量与质量的比值;
(2)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)若带电微粒从M板左侧边缘沿正对磁场圆心的方向射入板间电场,要使微粒不与两板相碰并从极板左侧射出,求微粒入射速度的大小范围。

◎ 答案

负电        

◎ 解析


试题分析:(1)由题意可知,微粒所受电场力向上,上板带正电可得微粒带负电,(1分)
由于微粒做匀速直线运动可得  (1分)
     可得       (2分)
(2) 由题意可得,微粒从下板P垂直射出,所以 (1分)
根据牛顿第二定律    (2分)
解得       (2分)
(3)如图所示,要使粒子从左板射出,临界条件是恰从下板左边射出,此时根据几何关系可得(2分)
微粒做圆周运动的半径 (1分)
又根据牛顿第二定律     (1分)
解得   (2分)
要使微粒从左板射出(1分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“(16分)如图所示,平行板电容器上板M带正电,两板间电压恒为U,极板长为(1+)d,板间距离为2d,在两板间有一圆形匀强磁场区域,磁场边界与两板及右侧边缘线相切,P点是磁场边界…”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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