题目内容

如图所示,在以O为圆心,半径为R=10cm的圆形区域内,有一个水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.10T,方向垂直纸面向外。竖直平行放置的两金属板AK相距为d=20mm,连在如图所示的电路中。电源电动势E=91V,内阻r=1.0Ω,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω,S1S2AK板上的两个小孔,且S1S2O在竖直极板的同一直线上,OS2=2R,另有一水平放置的足够长的荧光屏DO点跟荧光屏D点之间的距离为H=2R。比荷为2.0×105C/kg的正离子流由S1进入电场后,通过S2向磁场中心射去,通过磁场后落到荧光屏D上。离子进入电场的初速度、重力、离子之间的作用力均可忽略不计。问:
⑴请分段描述正离子自S1到荧光屏D的运动情况。
⑵如果正离子垂直打在荧光屏上,电压表的示数多大?
⑶调节滑动变阻器滑片P的位置,正离子到达荧光屏的最大范围多大?
⑴正离子在两金属板间做初速为零的匀加速直线运动,离开电场进入磁场前做匀速直线运动,进入磁场后做匀速圆周运动,离开磁场后做匀速直线运动,直到打在荧光屏上。⑵30V(提示:见下左图,离子在磁场中偏转90°,因此轨迹半径r=R=10cm,而,可得U。)⑶40cm(提示:见下右图,当滑动变阻器滑动头在左端时,U1=10V,由可得r1=10cm,偏转角θ1=120°,打在荧光屏上的M点处,MO´=H/=20cm;当滑动变阻器滑动头在右端时,U2=90V,由可得r2=30cm,偏转角θ2=60°,打在荧光屏上的N点处, O´N=H/=20cm。)
练习册系列答案
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