题目内容

如图所示,间距为L的光滑M、N金属轨道水平放置,ab是电阻为R0的金属棒,此棒可紧贴平行导轨滑动.导轨右侧连接一水平放置的平行板电容器,板间距为d,板长也为L,导轨左侧接阻值为R的定值电阻,其它电阻忽略不计.轨道处的磁场方向垂直轨道平面向下,电容器处的磁场垂直纸面向里,磁感应强度均为B。当ab以速度v0向右匀速运动时,一带电量大小为q的粒子以某一速度从紧贴A板左侧平行于A板进入电容器内,恰好做匀速圆周运动,并从C板右侧边缘离开.试求:

(1)AC两板间的电压U;

(2)带电粒子的质量m;

(3)带电粒子的速度大小v.

       

(1)棒ab向右运动时产生的电动势为:

           ------------------------------------------(2分)

AC间的电压即为电阻R的分压,由分压关系可得:

           (或:)---(2分)

解得:    --------------------------------------(2分)

(2)带电粒子做匀速圆周运动,则重力与电场力平衡

有:       -----------------------------------------(2分)

解得:    ----------------------------------(2分)

(3)粒子做匀速圆周运动,由牛顿第二定律可得:

         ------------------------------------------(3分)

粒子运动轨迹如图所示,由几何关系可得:

         --------------------------------(3分)

解得:   -------------------------(2分)

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