(2013•防城港模拟)如图甲所示,两平行金属板A、B的板长l=0.20m,板间距d=0.20m,两金属板间加如图乙所示

1个回答

  • 解题思路:(1)根据牛顿第二定律,结合洛伦兹力提供向心力,即可求解;

    (2)根据类平抛运动的处理方法,结合运动学公式,从而确定电压,进而得出运动的时间,即可求解;

    (3)当粒子向下偏转,出射后恰好与磁场右边界相切时,粒子在磁场中的圆心角最大,时间最长.根据牛顿第二定律,结合几何关系,及运动学公式,即可求解.

    (1)t=0时刻电压为零,粒子匀速通过极板

    由牛顿第二定律Bqv0=

    m

    v20

    r

    得:r=

    mv0

    Bq=0.2m<D

    所以出射点到入射点的距离为S=2r=0.4m;

    (2)考虑临界情况:粒子刚好不能射出电场

    对类平抛过程:y=[1/2]at2=[d/2],

    a=

    U0q

    dm,

    l=v0t

    联立解得U0=

    d2m

    v20

    ql2=400V

    当|uAB|<U0时,粒子可以射出电场

    第一个周期内能够出射的粒子数为n=[400/500]×1000×T=3200个;

    (3)当粒子向下偏转,出射后恰好与磁场右边界相切时,粒子在磁场中的圆心角最大,时间最长.

    设粒子在电场中的偏转角为θ:则

    vy

    v0=tanθ,

    v=

    v20+

    v2y

    磁场中圆周运动:Bqv=

    mv2

    r

    几何关系:r+rsinθ=D:

    联立得:[qBD

    mv0=(1+sinθ)

    1+tan2θ=

    1+sinθ/cosθ]

    代入数据解得:sinθ=0.6

    即θ=37°

    又因为vy=[Uq/dm]•t=v0tan37°,

    l=v0t

    解得:U=300V

    点评:

    本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力.

    考点点评: 考查粒子在电场中做类平抛运动,在磁场中做匀速圆周运动,掌握运动处理的规律,理解这两种处理的方法,注意几何关系的正确运用,同时会画出运动的轨迹.

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