题目内容

【题目】如图所示,A、B为长L=0.40m的两平行金属板,A、B板间的电势差为U=1.0l02V,间距为d1=0.50m,不考虑边缘效应,平行金属板内部电场视为匀强电场。极板右侧CD、EF间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁场边界CD、相互平行且与极板A、B垂直,宽度为d2=0.80m。比荷的带电粒子以速度=0.80m/s,从平行金属板左侧板间中点垂直电场射入,经电场偏转后垂直磁场方向射入磁场,最后能从右边界射出磁场区域。(不计粒子的重力作用)求:

(1)带电粒子射出电场时的速度大小;

(2)磁感强度的最大值(结果保留两位有效数字)。

【答案】(1)(2)

【解析】

(1)AB间电场强度:

,

带电粒子在板间的加速度:

,

粒子在板间的运动时间:

,

粒子在竖直方向的速度:

,

粒子射出电场时的速度:

,

联立解得

;

(2)粒子运动轨迹如图所示(正好与右边界相切,此时磁感应强度最大):

根据几何关系可得:

,,

在磁场中洛伦兹力充当向心力,故有:

,

联立解得磁场的最大值为:

。

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