题目内容

【题目】如图所示,一个质量为m=2.0×10-11kg、电荷量q=+1.0×10-5C的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经U1=100V电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,其板长L=20cm,两板间距d=10cm,进人磁场时速度偏离原来方向的角度=30°,磁场宽度D=10cm,则

A. 微粒进入偏转电场时的速度=1.0×104m/s

B. 两金属板间的电压U2为100V

C. 为使微粒不从磁场右边射出,该匀磁场的磁感强度B至少为0.1T

D. 为使做粒不从磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少为0.2T

【答案】ABD

【解析】

带电微粒在加速电场加速运动的过程,根据动能定理得:qU1=mv2,则得:,故A正确。带电微粒在偏转电场中只受电场力作用,做类平抛运动。在水平方向微粒做匀速直线运动,水平方向有:L=vt;带电微粒在竖直方向做匀加速直线运动,加速度为a,出电场时竖直方向速度为v2;竖直方向:vy=at,,得:。由速度分解关系得: ;联立以上两式解得:U2=100V,故B正确。

带电微粒进入磁场做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,设微粒轨迹恰好与磁场右边相切时半径为R。由几何关系知R+Rsin30°=D;设微粒进入磁场时的速度为v′,则 ;由牛顿运动定律及运动学规律得: ,解得:B=0.2T,所以带电粒子不射出磁场右边,磁感应强度B至少为0.2T.故C错误,D正确。

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