题目内容

【题目】如图所示,一带正电粒子从平行板电容器的上极板左边缘处以速度沿极板方向射入电容器,该粒子恰好能够沿下极板边缘飞入右侧匀强磁场中,匀强磁场左边界与电容器极板垂直。粒子出磁场时正好运动到上极板右边缘处,已知极板长度为,两极板间的距离为,粒子的比荷为k,粒子重力不计,求:

(1)两极板之间的电压U;

(2)匀强磁场的磁感应强度大小。

【答案】(1) (2)

【解析】粒子在电场中运动时,做类平抛运动,根据运动的合成与分解求出两极板之间的电压由于粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据几何知识可得半径,根据洛伦磁力提供向心力求出匀强磁场的磁感应强度大小

解:(1)粒子在电场中运动时,做类平抛运动,平行极板方向

垂直极板方向

由牛顿第二定律可得,又

联立解得

(2)粒子在电场中运动时,垂直极板方向有

粒子进入磁场时速度大小为

设速度方向与初速度方向夹角为θ,则

解得

根据几何知识可得

由于粒子在磁场中做匀速圆周运动有

联立解得

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