题目内容
如图所示,两平行金属板A、B长
,两板间距离
,A板比B板电势高300V,一不计重力的带正电的粒子电荷量q=10-10C,质量m=10-20kg,沿电场中心线RD垂直电场线飞入电场,初速度υ0=2×106m/s,粒子飞出平行板电场后可进入界面MN、PS间的无电场区域。已知两界面MN、PS相距为12cm,D是中心线RD与界面PS的交点。
求:(1)粒子穿过界面MN时偏离中心线RD的距离
以及速度
大小?
(2)粒子到达PS界面时离D点的距离
为多少?
(3)设O为RD延长线上的某一点,我们可以在O点固定一负点电荷,使粒子恰好可以绕O点做匀速圆周运动,求在O点固定的负点电荷的电量为多少?(静电力常数k = 9.0×109N·m2/C2,保留两位有效数字)
![]()
(1)粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离(侧向位移):
y=![]()
y=
=
=
=0.03m=3cm (5分)
带电粒子的水平速度:υx=υ0=2×106m/s
竖直速度:
m/s (2分)
所以 υ=2.5×106 m/s (2分)
(2)带电粒子在离开电场后将做匀速直线运动,其轨迹与PS线交于a,设a到中心线的距离为Y。
则
Y=4y=12cm (5分)
(3)求得半径
cm (2分)
(2分)代入数值,得 Q=1.0×10-8C (1分)
练习册系列答案
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| A、把两板间距离减小一半,同时把粒子速率增加一倍 | B、把两板的距离增大一倍,同时把板间的磁感应强度增大一倍 | C、把开关S断开,两板的距离增大一倍,同时把板间的磁感应强度减为一半 | D、把开关S断开,两板的距离减小一半,同时把粒子速率减小一半 |