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,
,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.
L | 2 |
(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;
(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=
.
在沿电场方向上有:
=
?
t2.
联立两式解得E=
.
(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′=
v,速度与水平方向成45度角.
根据几何关系得,r=
.
根据qv′B=m
得,r=
.
解得B=
.
答:(1)两金属板间所加电场的场强大小为
.
(2)匀强磁场的磁感府强度B的大小为
.
有:t=
L |
v |
在沿电场方向上有:
L |
2 |
1 |
2 |
qE |
m |
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 |
根据几何关系得,r=
| ||
2 |
根据qv′B=m
v′2 |
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.
练习册系列答案
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如图所示,MN、PQ是两条在水平面内、平行放置的光滑金属导轨,导轨的右端接理想变压器的原线圈,变压器的副线圈与阻值为R=0.5Ω的电阻组成闭合回路,变压器的原副线圈匝数之比n1:n2=2,导轨宽度为L=0.5m.质量为m=1kg的导体棒ab垂直MN、PQ放在导轨上,在水平外力作用下,从t=0时刻开始往复运动,其速度随时间变化的规律是v=2sin
t,已知垂直轨道平面的匀强磁场的磁感应强度为B=1T,导轨、导体棒、导线和线圈的电阻均不计,电流表为理想交流电表,导体棒始终在磁场中运动.则下列说法中正确的是( )
π |
2 |
A、在t=1s时刻电流表的示数为
| ||||
B、导体棒两端的最大电压为1V | ||||
C、单位时间内电阻R上产生的焦耳热为0.25J | ||||
D、从t=0至t=3s的时间内水平外力所做的功为0.75J |