题目内容


如图所示,两平行金属板P1和P2之间的距离为d、电压为U,板间存在磁感应强度为B1的匀强磁场.一个带正电的粒子在两板间沿虚线所示路径做匀速直线运动.粒子通过两平行板后从O点进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场中,在洛伦兹力的作用下,粒子做匀速圆周运动,经过半个圆周后打在挡板MN上的A点.已知粒子的质量为m,电荷量为q.不计粒子重力.求:

(1)粒子做匀速直线运动的速度v.

(2)O、A两点间的距离x.


考点:

带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力.

专题:

带电粒子在磁场中的运动专题.

分析:

(1)根据粒子沿直线运动时电场力等于洛伦兹力求出速度的大小.

(2)根据带电粒子在磁场中的半径公式,抓住O、A两点的距离差粒子做圆周运动的直径求解;

解答:

解:(1)带正电的粒子在两板间做匀速直线运动,故所受电场力和洛伦兹力为一对平衡力,即:Eq=B1qv

所以:

(2)带电粒子进入下面的匀强磁场后做匀速圆周运动,O、A两点间的距离x为其做圆周运动的直径,故 

答:

(1)粒子做匀速直线运动的速度v为

(2)O、A两点间的距离x为

点评:

解决本题的关键知道粒子在电容器间受电场力和洛伦兹力平衡,以及知道在匀强磁场中靠洛伦兹力提供向心力,掌握轨道半径公式.

 

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