题目内容
如图所示,有一对平行金属板,两板相距为0.05m.电压为10V;两板之间有匀强磁场,磁感应强度大小为B0=0.1T,方向与金属板面平行并垂直于纸面向里.图中右边有一半径R为0.1m、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场,磁感应强度大小为B=
T,方向垂直于纸面向里.一正离子沿平行于金属板面,从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间,沿直线射出平行金属板之间的区域,并沿直径CD方向射入圆形磁场区域,最后从圆形区域边界上的F点射出.已知速度的偏向角θ=
,不计离子重力.求:
(1)离子速度v的大小;
(2)离子的比荷
;
(3)离子在圆形磁场区域中运动时间t.

| ||
| 3 |
| π |
| 3 |
(1)离子速度v的大小;
(2)离子的比荷
| q |
| m |
(3)离子在圆形磁场区域中运动时间t.
(1)离子在平行金属板之间做匀速直线运动,洛仑兹力与电场力相等,即:
B0qv=qE0,
E0=
解得:v=2000m/s
(2)在圆形磁场区域,离子做匀速圆周运动,由洛仑兹力公式和牛顿第二定律有:
Bqv=m
由几何关系有:tan
=
离子的比荷为:
=2×104C/kg
(3)弧CF对应圆心角为θ,离子在圆形磁场区域中运动时间t,
t=
?T
T=
解得:t=
=
×10-4s≈9×10-5s
答:(1)离子速度v的大小为2000m/s;
(2)离子的比荷
为2×104C/kg;
(3)离子在圆形磁场区域中运动时间t为9×10-5s.

B0qv=qE0,
E0=
| U |
| d |
解得:v=2000m/s
(2)在圆形磁场区域,离子做匀速圆周运动,由洛仑兹力公式和牛顿第二定律有:
Bqv=m
| v2 |
| r |
由几何关系有:tan
| θ |
| 2 |
| R |
| r |
离子的比荷为:
| q |
| m |
(3)弧CF对应圆心角为θ,离子在圆形磁场区域中运动时间t,
t=
| θ |
| 2π |
T=
| 2πm |
| qB |
解得:t=
| θB0Rd | ||
Utan
|
| ||
| 6 |
答:(1)离子速度v的大小为2000m/s;
(2)离子的比荷
| q |
| m |
(3)离子在圆形磁场区域中运动时间t为9×10-5s.
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