如图所示,一个质量为m=2.0×10 -11 kg,电荷量q=+1.0×10 -5 C的带电微粒(重力忽略不计),从静止

如图所示,一个质量为m=2.0×10 -11 kg,电荷量q=+1.0×10 -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,上板带正电.金属板长L=20cm,两板间距d=10
3
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D=10
3
cm,为使微粒不会由磁场右边界射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?
tom1199 1年前 已收到1个回答 举报

ROSE_ZHONG 幼苗

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(1)设进入偏转电场的速度为v 0 ,由动能定理得,qU 1 =
1
2
mv 20 ,解得v 0 =1.0×10 4 m/s
(2)微粒在偏转电场中做类平抛运动设运动时间为t,加速度为a,沿偏转电场方向速度为v 1 则:
L=v 0 t
a=
qU 2
md
v 1 =at
飞出电场时,偏转角满足:tanθ=
v 1
v 0 =

3
3
由以上解得,U 2 =100V
(3)进入偏转磁场时的微粒速度是v=
v 0
cosθ
粒子在磁场中运动径迹如图,



有几何关系得,运动半径r=
2
3 D
洛伦兹力提供向心力,有牛顿第二定律得,
Bqv=
mv 2
r
所以,r=
mv
qB
由以上解得,B=0.2T,此即B的最小值
答(1)速度为1.0×10 4 m/s
(2)偏转电压为100V
(3)磁感应强度最小为0.2T

1年前

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