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,两板间距d=10
cm.求:
(1)微粒进入偏转电场时的速度v0的大小
(2)微粒射出偏转电场时的偏转角θ和速度v
(3)若带电微粒离开偏转电场后进入磁感应强度
为B=T的均强磁场,为使微粒不从磁场右边界射出,该匀强磁场的宽度D至少为多大.
| 3 |
(1)微粒进入偏转电场时的速度v0的大小
(2)微粒射出偏转电场时的偏转角θ和速度v
(3)若带电微粒离开偏转电场后进入磁感应强度
| ||
| 5 |
(1)微粒在加速电场中
由动能定理得qU1=
| 1 |
| 2 |
| v | 20 |
解得v0=1.0×104m/s
(2)微粒在偏转电场中做类平抛运动,有 a=
| qU2 |
| md |
vy=at=a
| L |
| v0 |
飞出电场时,速度偏转角的正切为
tanθ=
| vy |
| v0 |
| U2L |
| 2U1d |
| ||
| 3 |
解得 θ=30°
进入磁场时微粒的速度是:v=
| v0 |
| cosθ |
2
| ||
| 3 |
(3)轨迹如图,由几何关系有:D=r+rsinθ
洛伦兹力提供向心力:Bqv=
| mv2 |
| r |
联立以上三式得 D=
| mv0(1+sinθ) |
| qBcosθ |
代入数据得 D=0.1m
答:(1)微粒进入偏转电场时的速度v0的大小为1.0×104m/s;
(2)微粒射出偏转电场时的偏转角为30°和速度v为
2
| ||
| 3 |
(3)若带电微粒离开偏转电场后进入磁感应强度
| ||
| 5 |
练习册系列答案
相关题目