题目内容
如图所示,两平行金属板E、F之间电压为U,两足够长的平行边界MN、PQ区域内,有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、带电量为+q的粒子(不计重力),由E板中央处静止释放,经F板上的小孔射出后,垂直进入磁场,且进入磁场时与边界MN成60°角,最终粒子从边界MN离开磁场.求:
(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径r;
(2)两边界MN、PQ的最小距离d;
(3)粒子在磁场中运动的时间t.
解:(1)设粒子离开电场时的速度为v,由动能定理有:
①(3分)
解得:
②
粒子离开电场后,垂直进入磁场,由洛仑兹力提供向心力有:
③(3分)
联立②③解得:
④(2分)
(2)最终粒子从边界MN离开磁场,需满足:
⑤(3分)
联立④⑤解得:
⑥(2分)
两边界MN、PQ的最小距离d为![]()
(3)粒子在磁场中做圆周运动的周期
⑦ (2分)
联立③⑦解得:
粒子在磁场中运动的时间
⑨ (3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 |