16.如图11-12所示,由电容器和磁场组成一射线管,电容器极板长=5cm,两板间距d=5cm,两端加电压U=10V,电容器右侧有一宽度为=5cm弱磁场区域,其磁感应强度B=T,方向竖直向下,在磁场边界的右边s=10m处,放置一个标有坐标的屏,现有初速度m/s的负离子束从电容器中心水平向右入射(荷质比g ==5×C/kg).若不加电压和磁场时,离子束恰打在坐标的原点上,那么加上电压和磁场后离子束应打在坐标纸上的哪个位置?(结果精确到0.1cm)

[解析]通过电场时,粒子受电场力:

产生加速度:,方向竖直向上.

穿出电场的时间:.

竖直方向分速度:,又由于L1=5cmS=10m,故粒子在电容器内沿y轴方向发生的位移可忽略不计,但速度方向发生了偏转,所以在屏上竖直方向的分位移主要是在场外发生.

在磁场中,粒子受洛伦兹力:,其中竖直分速度与磁场平行,不会使粒子受洛伦兹力作用.使粒子在水平面内作匀速圆周运动且半径>>,所以粒子在磁场中圆周运动的圆心角θ很小,向x轴正方向偏转的位移很小可以忽略,如图所示.同样由于水平方向速度发生偏转,在场外沿x轴正方向的分位移就是屏上的x坐标.

在场外沿轴线方向匀速直线运动的时间;

纵坐标;

在磁场中偏转的速度偏转角等于圆心角,由于θ很小,所以.

横坐标.

[答案]2.5cm ,5.0cm

 0  245798  245806  245812  245816  245822  245824  245828  245834  245836  245842  245848  245852  245854  245858  245864  245866  245872  245876  245878  245882  245884  245888  245890  245892  245893  245894  245896  245897  245898  245900  245902  245906  245908  245912  245914  245918  245924  245926  245932  245936  245938  245942  245948  245954  245956  245962  245966  245968  245974  245978  245984  245992  447090 

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