题目内容
【题目】如图所示,AB是竖直放置的平行板电容器,A板带负电,B板带正电。B板中央有一个小孔,右侧有一个以直角三角形为边界的匀强磁场,∠bac=
,斜边
,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度为B,磁场的边界ab平行于AB板,d为ab边的中点且恰好与B板上的小孔相对。P为A板附近正对小孔的一点,现将一个质量为m、电荷量为-q的带电粒子(重力不计)在P点由静止释放。
(1)若A、B两板间的电压为U0,求粒子到达d点的速度大小;
(2)若使粒子从b点射出磁场,求A、B两板间电压的大小;
(3)若使粒子从ac边射出磁场,求粒子在磁场中运动的最长时间。
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【答案】(1)
;(2)
;(3)![]()
【解析】
(1)由动能定理得
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解得
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(2)粒子从b点射出磁场的情况下
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由几何关系得粒子的运动半径
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由洛伦兹力提供向心力得
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联立解得
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(3)粒子射出点e应该是运动轨迹与ac边的切点
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得
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