题目内容
【题目】如图所示,一个质量为m=2.0×10-11kg,电荷量q=+1.0×10-5C的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经U1=25V电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中.金属板长L=20cm,两板间距.求:
(1)微粒进入偏转电场时的速度V0是多大?
(2)若微粒射出电场过程的偏转角为θ=30,并接着进入一个方向垂直与纸面向里的匀强磁场区,则两金属板间的电压U2是多大?
(3)若该匀强磁场的宽度为,为使微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?这种情况下磁场中运动时间是多少?
【答案】(1)(2)(3)0.1T ;
【解析】(1)带电微粒经加速电场后速度为v0,根据动能定理: 解得:
(2)带电微粒在偏转电场中只受电场力作用,做类平抛运动。
水平方向: 竖直方向: 、 、 联立解得:
(3)带电微粒进入磁场做圆周运动,微粒不由磁场右边射出,临界情况如图:
则,微粒进入磁场时的速度
由牛顿第二定律得: 联立解得:
这种情况下粒子在磁场中运动的时间 , 解得:
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