题目内容
【题目】如图所示,一对平行金属极板a、b水平正对放置,极板长度为L,板间距为d,极板间电压为U,且板间存在垂直纸面磁感应强度为B的匀强磁场(图中未画出)。一带电粒子以一定的水平速度从两极板的左端正中央沿垂直于电场、磁场的方向射入极板间,恰好做匀速直线运动,打到距离金属极板右端L处的荧光屏MN上的O点。若撤去磁场,粒子仍能从极板间射出,且打到荧光屏MN上的P点。已知P点与O点间的距离为h,不计粒子的重力及空气阻力。
(1)请判断匀强磁场的方向;
(2)求带电粒子刚进入极板左侧时的速度大小v;
(3)求粒子的比荷()。
【答案】(1)磁场方向垂直纸面向里(2)v= (3)
【解析】
(1)由左手定则可知磁场方向。
(2)粒子在极板间做直线运动,可知洛伦兹力与电场力相等;
(3)若撤去磁场,粒子在电场中做类平抛运动,结合水平和竖直方向的运动特点解答;
(1)由左手定则可知,磁场方向垂直纸面向里。
(2)带电粒子受力平衡,有
粒子进入极板时的速度v=
(3)带电粒子在两极板间运动时间t1=,加速度
带电粒子穿过电场时的侧移量
带电粒子离开两极板间后做匀速直线运动的时间t2=
带电粒子从极板右端射出时沿竖直方向的速度vy =
带电粒子离开两极板间后在竖直方向的位移
两次侧移量之和为h,即:h=y1+y2=
解得:
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