题目内容
如图所示,某空间有一竖直向下的匀强电场,电场强度E=1.0×102V/m,一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中,在金属板的正上方高度h=0.80m的C处有一粒子源,可在纸面内向水平线以下的各个方向均匀放出带电粒子,带电粒子的初速度
,质量为
,电荷量为
,粒子最终落在金属板上。若不计粒子重力,求:
(1)粒子源所在处C点的电势;
(2)带电粒子打在金属板上时的动能;
(3)若只将电场换为匀强磁场,磁场分布在半径为力,圆心在C点的圆形区域内,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度为B=0.5T,从粒子源射出的粒子打在金属板上的范围。(结果保留两位有效数字,
)
(1)粒子源所在处C点的电势;
(2)带电粒子打在金属板上时的动能;
(3)若只将电场换为匀强磁场,磁场分布在半径为力,圆心在C点的圆形区域内,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度为B=0.5T,从粒子源射出的粒子打在金属板上的范围。(结果保留两位有效数字,
(1)
(2)
(3)
(2)
(3)
(1)依据题意,设C点的电势为
2分
(2)根据动能定理,设打到金属板时的动能为EK

2分
得
1分
(3)如图建立
平面坐标系,
在
区域内从粒子源沿水平方向飞
出的带电粒子打在金属板上的距离最远。
粒子磁场中做匀速圆周运动从M点飞出,
圆周半径为:

1分
可知:飞出磁场时的速度方向与水平向成
60°角,
为等边三角形,飞出磁
场后做匀速直线运动打在金属板上由几何
关系可知:
2分
区域内从磁场飞出的带电粒了可以打在金属板的无穷远处。 2分
所以打在金属板上范围为
1分
(2)根据动能定理,设打到金属板时的动能为EK
得
(3)如图建立
在
出的带电粒子打在金属板上的距离最远。
粒子磁场中做匀速圆周运动从M点飞出,
圆周半径为:
可知:飞出磁场时的速度方向与水平向成
60°角,
场后做匀速直线运动打在金属板上由几何
关系可知:
所以打在金属板上范围为
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