题目内容
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,偏转电场的电压U2=100V。金属板长L=20cm,上极板带正电,两板间距d=10
cm。
求:(1)微粒进入偏转电场时的速度v0大小;
(2)微粒射出偏转电场时的偏转角θ;
(3)若该匀强磁场的宽度为D=10cm,为使微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?
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解:(1)微粒在加速电场中由动能定理得:
qU=
mv02 (2分) 解得v0=1.0×104m/s (1分)
(2)微粒在偏转电场中做类平抛运动,有: a=
(1分)
vy=at=a
(1分)
飞出电场时,速度偏转角的正切为:
tanθ=
=
=
(1分)
解得 θ=30o (1分)
(3) 进入磁场时微粒的速度是:v=
(1分)
轨迹如图,由几何关系有:D=r+rsinθ (1分)
洛伦兹力提供向心力:Bqv=
(2分)
联立得:B=
=0.346T (1分)
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