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带电粒子在电场中运动的综合应用
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如图所示,一个质量为m=2.0×10-11kg,电荷量q=+4.0×10-5C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中。金属板长L=20c
网友投稿 2022-12-05 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示,一个质量为m=2.0×10
-11
kg,电荷量q=+4.0×10
-5
C的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经U
1
=100V电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中。金属板长L=20cm,两板间距
cm。求:
(1)微粒进入偏转电场时的速度v
0
是多大?
(2)若微粒射出偏转电场时的偏转角为θ=30°,并接着进入一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区,则两金属板间的电压U
2
是多大?
(3)若该匀强磁场的宽度为
cm,为使微粒不会由磁场下边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?
◎ 答案
解:带电粒子经过三个物理过程,加速场中匀加速直线运动,偏转场中类平抛运动,匀强磁场中匀速圆周运动,在确定圆周运动时要注意临界轨迹和临界半径以及圆心位置的确定。
(1)由动能定理得qU
1
=mv
0
2
/2 ①
得v
0
=2.0×10
4
m/s ②
(2)微粒在偏转电场中做类平抛运动
L=v
0
t ③
a=qU
2
/(md) ④
V
y
=at ⑤
飞出电场时,速度偏转角的正切为
⑥
解得U
2
=100V ⑦
(3)进入磁场时微粒的速度是V=V
O
/cosθ ⑧
由几何关系得,轨道半径r=2D/3 ⑨
由洛伦兹力充当向心力:Bqv=mv
2
/r,得r=mv/(Bq) ⑩
解得B=0.05T ⑾
所以,为使微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少为0.05T
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,一个质量为m=2.0×10-11kg,电荷量q=+4.0×10-5C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中。金属板长L=20c…”主要考查了你对 【带电粒子在电场中运动的综合应用】,【带电粒子在匀强磁场中的运动】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202212/408855.html
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