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:

(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=m⑤

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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