题目内容
如图所示,相距为d、板间电压为U的平行金属板M、N间有垂直纸面向里、磁感应强度为B0的匀强磁场;在POy区域内有垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场;POx区域为无场区.一正离子沿平行于金属板、垂直磁场射入两板间并做匀速直线运动,从H(0,a)点垂直y轴进入第Ⅰ象限.
(1)求离子在平行金属板间的运动速度;
(2)若离子经OP上某点离开磁场,最后垂直x轴离开第Ⅰ象限,求离子在第Ⅰ象限磁场区域的运动时间;
(3)要使离子一定能打在x轴上,则离子的荷质比
应满足什么条件?
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解:(1)离子在平行板内匀速直线运动,有
(2分)
又
(2分)
解得离子在平行板内的速度为
(2分)
(2)如图为离子在第I象限磁场区域内运动的轨迹图,
由几何关系得,轨迹半径为
, (2分)
轨迹对应的圆心角为
(1分)
运动周期为
(1分)
运动时间为
(2分)
(3)要使离子一定能打在x轴上,离子在磁场B中运动的最小半径
由几何关系
得
(2分)
由
得 (2分)
(1分)
即
<
(1分)
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