题目内容

如图所示,MN、PQ是平行金属板,板长为L,两板间距离为,
L2
,PQ板带正电,MN板带负电,在PQ板的上方有垂直纸面向里的匀强磁场.一个电荷量为q、质量为m的带负电的粒子以速度v?从MN板边缘沿平行于板的方向射人两板问,结果粒子恰好从PQ板左边缘飞进磁场,然后又恰好从PQ板的右边缘飞进电场.不计粒子重力.求:
(1)两金属板间所加电场的场强大小.
(2)匀强磁场的磁感府强度B的大小.
分析:(1)带电粒子在平行金属板间做的是类平抛运动,对物体受力分析,根据平抛运动的规律可以求得电场的场强大小;
(2)带电粒子以速度v飞出电场后射入匀强磁场做匀速圆周运动,根据粒子的运动画出运动的轨迹,由几何关系可以求得磁感强度的大小;
解答:解:(1)粒子在平行金属板间做类平抛运动,
有:t=
L
v

在沿电场方向上有:
L
2
=
1
2
?
qE
m
t2

联立两式解得E=
mv2
qL

(2)出电场时沿电场方向上的速度vy=at=v.
则进入磁场的速度为v′=
2
v
,速度与水平方向成45度角.
根据几何关系得,r=
2
L
2

根据qv′B=m
v2
r
得,r=
mv′
qB

解得B=
2mv
qL

答:(1)两金属板间所加电场的场强大小为
mv2
qL

(2)匀强磁场的磁感府强度B的大小为
2mv
qL
点评:本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动,要掌握住半径公式、周期公式,画出粒子的运动轨迹后,几何关系就比较明显了.
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