如图所示,相距为R的两块平行金属板M,N正对着放置,S 1 ,S 2 分别为M,N板上的小孔,S 1 ,S 2 ,O三点

如图所示,相距为R的两块平行金属板M,N正对着放置,S 1 ,S 2 分别为M,N板上的小孔,S 1 ,S 2 ,O三点共线,它们的连线垂直M,N,且S 2 O=R。以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。D为收集板,板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R,板两端 点的连线垂直M,N板。质量为m、带电量为+q的粒子,经S 1 进入M,N间的电场后,通过S 2 进入磁场,粒子在S 1 处的速度和粒子所受的重力均不计。
(1)当M,N间的电压为U时,求粒子进入磁场时速度的大小v;
(2)若粒子恰好打在收集板D的中点上,求M,N间的电压值U 0
(3)当M,N间的电压不同时,粒子从S 1 到打在D上经历的时间t会不同,求t的最小值。
青蛙爱瓜瓜 1年前 已收到1个回答 举报

英秀 幼苗

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(1)粒子从S 1 到达S 2 的过程中,根据动能定理得
解得粒子进入磁场时速度的大小
(2)粒子进入磁场后在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动有
由①②得加速电压U与轨迹半径r的关系为
当粒子打在收集板D的中点时,粒子在磁场中运动的半径r 0 =R
对应电压
(3)M,N间的电压越大,粒子进入磁场时的速度越大,粒子在极板间经历的时间越短,同时在磁场中运动轨迹的半径越大,在磁场中运动的时间也会越短,出磁场后匀速运动的时间也越短,所以当粒子打在收集板D的右端时,对应时间t最短
根据几何关系可以求得粒子在磁场中运动的半径
由②得粒子进入磁场时速度的大小
粒子在电场中经历的时间
粒子在磁场中经历的时间
粒子出磁场后做匀速直线运动经历的时间
粒子从S 1 到打在收集板D上经历的最短时间为

1年前

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