题目内容

【题目】如图所示,一带电粒子垂直射入匀强电场,经电场偏转后从磁场的左边界上M点进入垂直纸面向外的匀强磁场中,最后从磁场的左边界上的N点离开磁场.已知带电粒子的比荷=3.2×109 C/kg,电场强度E=200 V/m,MN间距MN=1 cm,金属板长L=25 cm,粒子的初速度v0=4×105 m/s,带电粒子重力忽略不计,求:

(1)粒子射出电场时的运动方向与初速度v0的夹角θ

(2)磁感应强度B的大小.

【答案】(1)θ=45° (2)B=2.5×102 T

【解析】

(1)粒子在电场中做类平抛运动,应用类平抛运动规律可以求出粒子的偏转角度.

(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力,作出粒子运动轨迹,求出粒子轨道半径,然后应用牛顿第二定律可以求出磁感应强度.

(1)粒子在电场中做类平抛运动,粒子速度偏角的正切值:

则有:θ=45°;


(2)粒子进入磁场时的速度大小为:
粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力,粒子运动轨迹如图所示,由几何知识得:
由牛顿第二定律得:qvB=m
代入数据解得:B=2.5×10-2T;

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