题目内容
如图所示,A、B为两块平行金属板,A板带正电、B板带负电。两板之间存在着匀强电场,两板间距为d、电势差为U,在B板上开小孔C。现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电量为q的带正电粒子(粒子的重力不计),问:
⑴为了使粒子能从C飞出后经过一段时间后飞到D点,在B板下方加一足够大的匀强磁场,CD连线与B板的夹角为θ=45o,CD长度为L,求磁感应强度大小和方向?
(2)在粒子运动到达D点时,为让带电粒子不打到B极板,需将磁场的磁感应强度改变,为达到目的,则磁感应强度的大小应满足什么条件?![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241326298603885.png)
⑴为了使粒子能从C飞出后经过一段时间后飞到D点,在B板下方加一足够大的匀强磁场,CD连线与B板的夹角为θ=45o,CD长度为L,求磁感应强度大小和方向?
(2)在粒子运动到达D点时,为让带电粒子不打到B极板,需将磁场的磁感应强度改变,为达到目的,则磁感应强度的大小应满足什么条件?
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241326298603885.png)
(1)B=
=
( 2分)
方向:垂直纸面向里(2) B≥
或B≤![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132630000322.png)
(
+1)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241326299071031.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132629938802.png)
方向:垂直纸面向里(2) B≥
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132629969779.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132630000322.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132630032698.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132630078336.png)
(1)设微粒穿过B板小孔时的速度为v,根据动能定理,有
( 1分) 解得
( 1分)
由图可知:
=R cosθ ( 1分)由牛顿第二定律和洛伦兹力公式,qvB=mv2/R
联立解得B=
=
( 2分)
方向:垂直纸面向里( 1分)
(2)由图知:当带电粒子运动到D点时,速度方向恰好水平,则要不打到B极板,最小半径R1=
( 1分)
由牛顿第二定律和洛伦兹力公式,qvB1=mv2/R1
得:![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132630531864.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241326305625481.png)
∴![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132630624893.png)
( 2分)
当从E点飞出时,则
R2+R2cosθ=Lcosθ( 1分)
R2=(
-1)L
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241326308125790.png)
由牛顿第二定律和洛伦兹力公式,qvB2=mv2/R2
联立解B2≤
(
+1)=![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132630000322.png)
(
+1)。
( 2分)
则磁场范围是B≥
或B≤![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132630000322.png)
(
+1)( 2分)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132630110793.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132630344797.png)
|
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132630375393.png)
联立解得B=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241326299071031.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132629938802.png)
方向:垂直纸面向里( 1分)
(2)由图知:当带电粒子运动到D点时,速度方向恰好水平,则要不打到B极板,最小半径R1=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132630484513.png)
由牛顿第二定律和洛伦兹力公式,qvB1=mv2/R1
得:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132630531864.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241326305625481.png)
∴
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132630624893.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132630687803.png)
当从E点飞出时,则
R2+R2cosθ=Lcosθ( 1分)
R2=(
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132630749344.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241326308125790.png)
由牛顿第二定律和洛伦兹力公式,qvB2=mv2/R2
联立解B2≤
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132630858562.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132630078336.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132630000322.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132630032698.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132630078336.png)
( 2分)
则磁场范围是B≥
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132629969779.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132630000322.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132630032698.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824132630078336.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/images/loading.gif)
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