17. 解:(1)小球在PQ金属板中做类平抛运动:

    小球所受电场力(1分),而小球加速度 (1分)

    故 (2分)

    小球在板间运动的时间  (1分)

小球在垂直板方向上的速度    (1分)

 则小球离开PQ板时的速度为 (1分)

 与中轴线的夹角为          (1分)

(2)在PQ极板间,若P板电势比Q板高,则小球向P板偏离,进入右侧磁场后做圆周运动,由运动的对称性,则必须N板电势高于M板电势,其运动轨迹如图a所示(1分);同理若Q板电势比P板高,则必须M板电势高于N板电势,其运动轨迹如图b所示(1分)。否则不可能在不与极板相碰的前提下,最终在极板MN的左侧中点O′沿中轴线射出。

小球进入磁场后做圆周运动,设运动半径为R,因洛仑兹力提供向心力,即:

     (1分)

  所以  (1分)

在PQ极板间,若小球向P板偏,设小球射入与射出磁场的两点间的距离为ha;在PQ极板间,若小球向Q板偏,设小球射入与射出磁场的两点间的距离为hb。由图中几何关系(注:图中半径不同,为简便,两图合一)可算得:

  (1分)

小球偏离中轴线的位移

(1分)

当小球向P板偏时,根据对称性可得QM板间的距离为

  (1分)

当小球向Q板偏时,根据对称性可得QM板间的距离为

  (1分)

显然      (1分)

代入数据得  (1分)

因而金属板Q、M间距离最大为0.75m。

 0  323448  323456  323462  323466  323472  323474  323478  323484  323486  323492  323498  323502  323504  323508  323514  323516  323522  323526  323528  323532  323534  323538  323540  323542  323543  323544  323546  323547  323548  323550  323552  323556  323558  323562  323564  323568  323574  323576  323582  323586  323588  323592  323598  323604  323606  323612  323616  323618  323624  323628  323634  323642  447090 

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