题目内容

如图所示,一对平行金属板水平放置,板间距离为d,板间有磁感应强度为B的垂直于纸面向里的匀强磁场,将金属板接入如图所示的电路,已知电源的内电阻为r,滑动变阻器的总电阻为R,现将开关K闭合,并将滑动触头P调节至距离电阻R的右端为其总长度的1/4时,让一个质量为m、电量为q宏观带电粒子从两板间的正中央以某一初速度水平飞入场区,发现其恰好能够做匀速圆周运动.

(1)试判断该粒子的电性,求电源的电动势;

(2)若将滑动触头P调到电阻R的正中间位置时,该粒子仍以同样的状态入射,发现其沿水平方向的直线从板间飞出,求该粒子进入场区时的初速度;

(3)若将滑块触头P调到最左边,该粒子仍以同样的状态入射,发现其恰好从金属板的边缘飞出,求粒子飞出时的动能.

答案:
解析:

  (1)负电  (2分)

  ∵mg=ε×  2分)

  ∴ε=4(r+R)dmg/Rq  (2分)

  (2)mg+qv0B=12RR+rε×qd  (4分)

  ∴v0=mg/qB  (2分)

  (3)Ekmv20+3 mg×mgd+  (6分)


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