题目内容
【题目】如图所示,相距为D.板间电压为
的平行金属板间有方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为
的匀强磁场:Op和x轴的夹角
,在POy区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,Pox区域内有沿着x轴正方向的匀强电场,场强大小为E:一质量为m、电荷量为q的正离子沿平行与金属板、垂直磁场方向射入板间并做匀速直线运动,从坐标为(0,L)的a点垂直y轴进入磁场区域,从OP上某点沿y轴负方向离开磁场进入电场,不计离子的重力,求:
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(1)离子在平行金属板间的运动速度![]()
(2)Poy区域内匀强磁场的磁感应强度B
(3)离子打在x轴上对应点的坐标
【答案】(1)
(2)
(3)![]()
【解析】
(1)正离子在平行金属板间匀速运动,根据平衡条件有Eq=B0qv0 ①
根据平行金属板间的场强和电势差的关系有
E=
②
由①②式解得
v0=
③
(2)在磁场中,由几何关系有
L=R+Rtanα④
洛伦兹力充当向心力,根据牛顿第二定律有
Bqv0=m
⑤
由③④⑤式解得 B=
⑥
(3)在电场中正离子做类平抛运动,则有
沿y轴负方向:Rtanα=v0t ⑦
沿x轴正方向:x0=
at2 ⑧
离子在电场中运动的加速度a=
⑨
离子打在x轴上对应点的横坐标
x=x0+R ⑩
由③④⑦⑧⑨⑩式解得
离子打在x轴上对应点的坐标为(
,0)
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