题目内容
【题目】将电容器的极板水平放置分别连接在如图所示的电路上,改变滑动变阻器滑片的位置可调整电容器两极板间电压。极板下方三角形ABC区域存在垂直纸面向里的匀强磁场,其中∠B=、∠C=,底边AB平行于极板,长度为L,磁感应强度大小为B。一粒子源O位于平行板电容器中间位置,可产生无初速度、电荷量为+q的粒子,在粒子源正下方的极板上开一小孔F,OFC在同一直线上且垂直于极板。已知电源电动势为E,内阻忽略不计,滑动变阻器电阻最大值为R,粒子重力不计,求:
(1)当滑动变阻器滑片调节到正中央时,粒子从小孔F射出的速度;
(2)调整两极板间电压,粒子可从AB边射出。若使粒子从三角形直角边射出且距离C点最远,两极板间所加电压应是多少。
【答案】(1);(2)
【解析】
(1)当滑动变阻器调到时,两极板间电压为
设粒子加速电压为,则有
由动能定理可得
解得
(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动,与AB相切,设轨道半径为r,由几何关系得
由牛顿第二定律可知
设两极板间电压为,由动能定理得
解得
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