题目内容

如图所示,水平两块带电金属板a、b正对放置,在板间形成匀强电场,电场方向竖直向上。板间同时存在与电场正交的匀强磁场,假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域。一束电子以一定的初速度v0从两板的左端中央,沿垂直于电场、磁场的方向射入场中,无偏转的通过场区。已知板长为 l ,两板间距为d,两板问电势差为U,电子所带电荷量为e,其质量为m,不计电子所受重力和电子之间的相互作用力。

                        

(1)求磁感应强度B的大小;

(2)若撤去磁场,求电子离开电场时偏离入射方向的距离;

(3)若撤去电场,要使电子打到金属板上,求磁感应强度B大小的取值范围.

(1)电子进入正交的电、磁场不发生偏转,受力平衡,电场力与洛仑兹力大小相等.

       即  

       所以 

(2)电子在电场中运动的加速度大小,

       运动时间  

       所以电子离开电场时偏转的距离

         

(3)如图所示:

电子做匀速圆周运动的向心力由洛仑兹力提供,由题意可知电子要打到金属板上,最小半径  

        

         

       设最大半径为R2,由几何关系

      

      

        

      

练习册系列答案
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(1)如图所示,由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板N与静电计相接,极板M接地.用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U.在两板相距一定距离d时,给电容器充电,静电计指针张开一定角度.在整个实验过程中,保持电容器所带电量Q不变,下面哪些操作将使静电计指针张角变小
CD
CD
.
A.将M板向下平移
B.将M板沿水平向左方向远离N板
C.在M、N之间插入云母板(介电常数ε>1)
D.在M、N之间插入金属板,且不和M、N接触
(2)发光二极管(LED)是一种新型光源,在2010年上海世博会上通过巨大的LED显示屏,为我们提供了一场精美的视觉盛宴.某同学为了探究LED的伏安特性曲线,他实验的实物示意图如图甲所示,其中图中D为发光二极管(LED),R0为定值电阻,滑动变阻器R的总阻值很小,电压表视为理想电压表.(数字运算结果保留2位小数)
①请根据图甲的实物图,在图乙中画出该实验的电路图,要求用规范符号表示.
②闭合电键S前,滑动变阻器R的滑动头应置于最
右
右
(填“左”或“右”)端.
③实验一:在20℃的室温下,通过调节滑动变阻器,测量得到LED的U1-U2曲线为图丙中的a曲线.已知锂电池的电动势为3.7V,内阻不计,LED的正常工作电流为20mA,定值电阻R0的电阻值为10Ω,由曲线可知实验中的LED的额定功率为
0.066
0.066
W,LED的电阻随着电流的增大而
不变
不变
(填“增大”、“减小”或“不变”).
④实验二:将LED置于80℃的热水中,测量得到LED的U1-U2曲线为图丙中的b曲线.由此可知:温度升高,LED的电阻将
减小
减小
填“增大”、“减小”或“不变”).在实验一中,调节滑动变阻器使LED正常工作,立即将LED置于实验二中80℃的热水中,则此时LED功率为
0.063
0.063
W.

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