题目内容

如图所示的平行板器件中,存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度B1=0.40T,方向垂直纸面向里,电场强度E=2.0×105V/m,PQ为板间中线.紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内,有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B2=0.25T,磁场边界AO和y轴的夹角∠AOy=45°.一束带电量q=8.0×10-19C的正离子从P点射入平行板间,沿中线PQ做直线运动,穿出平行板后从y轴上坐标为(0,0.2m)的Q点垂直y轴射入磁场区,离子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角在45°~90°之间.则:

(1)离子运动的速度为多大?

(2)离子的质量应在什么范围内?

(3)现只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小,使离子都不能打到x轴上,磁感应强度大小B2?应满足什么条件?

解:(1)设正离子的速度为v,由于沿中线PQ做直线运动,则有                        

       代入数据解得  v=5.0×105m/s                                                                                        

   (2)设离子的质量为m,如图所示,当通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为45°时,由几何关系可知运动半径   r1=0.2m                                                                                                                                                            (1分)

当通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为90°时,由几何关系可知运动半径                         

r2=0.1m 

     由牛顿第二定律有                     

由于                                                                                                                                                 (1分)

       解得         

(3)如图所示,由几何关系可知使离子不能打到x轴上的最大半径          

设使离子都不能打到x轴上,最小的磁感应强度大小为B0,则   

                                                                          

代入数据解得  B0==0.60T                                                                                                                     (1分)

       则  B2´≥0.60T(或B2´>0.60T)

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网