题目内容
如图所示,一个质量为m =2.0×10-11 kg,电荷量q = +1.0×10-5 C的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经U1=100V电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场,偏转电场的电压U2=100V。金属板长L=20cm,两板间距d =
cm。求:
(1)微粒进入偏转电场时的速度v0大小;
(2)微粒射出偏转电场时的偏转角θ;
(3)若该匀强磁场的宽度为D =10
cm,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?
![](http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g04/20120823/20120823140907092337.png)
(1)微粒进入偏转电场时的速度v0大小;
(2)微粒射出偏转电场时的偏转角θ;
(3)若该匀强磁场的宽度为D =10
![](http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g04/20120823/20120823140907136576.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g04/20120823/201208231409071936627.png)
解:(1)微粒在加速电场中由动能定理得:
①
解得v0=1.0×104m/s
(2)微粒在偏转电场中做类平抛运动,有:
,
飞出电场时,速度偏转角的正切为:
②
解得θ=30°
(3)进入磁场时微粒的速度是:
③
轨迹如图,由几何关系有:
④
![](http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g04/20120823/201208231409073284378.png)
洛伦兹力提供向心力:
⑤
由③~⑤联立得:![](http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g04/20120823/201208231409073582789.png)
代入数据解得:B=0.20T
所以,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至少为0.20T
![](http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g04/20120823/20120823140907211567.png)
解得v0=1.0×104m/s
(2)微粒在偏转电场中做类平抛运动,有:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g04/20120823/20120823140907228527.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g04/20120823/20120823140907242609.png)
飞出电场时,速度偏转角的正切为:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g04/20120823/20120823140907261985.png)
解得θ=30°
(3)进入磁场时微粒的速度是:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g04/20120823/20120823140907275509.png)
轨迹如图,由几何关系有:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g04/20120823/201208231409073071381.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g04/20120823/201208231409073284378.png)
洛伦兹力提供向心力:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g04/20120823/201208231409073431571.png)
由③~⑤联立得:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g04/20120823/201208231409073582789.png)
代入数据解得:B=0.20T
所以,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至少为0.20T
![](http://thumb.zyjl.cn/images/loading.gif)
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