(12分)如右图所示,PQ是两块平行金属板,上极板接电源正极,两极板之间的电压为U=1.2×104V,一带负电的粒子通过P极板的小孔以速度v0=2.0×104m/s垂直金属板飞入,通过Q极板上

◎ 题目

(12分)如右图所示,PQ是两块平行金属板,上极板接电源正极,两极板之间的电压为U=1.2×104V,一带负电的粒子通过P极板的小孔以速度v0=2.0×104m/s垂直金属板飞入,通过Q极板上的小孔后,垂直AC边经中点O进入边界为等腰直角三角形的匀强磁场中,磁感应强度为B=1.0T,边界AC的长度为L=1.6m,粒子比荷=5×104C/kg,不计粒子的重力。求:

(1)粒子进入磁场时的速度大小;
(2)粒子经过磁场边界上的位置到B点的距离以及在磁场中的运动时间。

◎ 答案

(1)(2)BD=0.8m 

◎ 解析


试题分析:(1)粒子从P板到Q板的过程,只有重力做功,根据动能定理有
带入数据计算得
(2)粒子进入磁场后做匀速圆周运动
解得圆周运动半径
从O点垂直Q板进入磁场,洛伦兹力水平向右,且半径等于OC,所以圆周运动以C点为圆心,那么离开磁场时从BC边的D点离开,则CD=0.8m。根据几何关系BD=0.8m
粒子在磁场中做圆周运动的周期
有几何关系可知,磁场中转过的圆心角为直角,所以运动时间

◎ 知识点

    专家分析,试题“(12分)如右图所示,PQ是两块平行金属板,上极板接电源正极,两极板之间的电压为U=1.2×104V,一带负电的粒子通过P极板的小孔以速度v0=2.0×104m/s垂直金属板飞入,通过Q极板上…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  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。

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