(12分)初速度為零的離子經(jīng)過(guò)電勢(shì)差為U的電場(chǎng)加速后,從離子槍T中水平射出,與離子槍相距d處有兩平行金屬板MN和PQ,整個(gè)空間存在一磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)如圖所示。不考慮重力的作用,荷質(zhì)比(q,m分別為離子的帶電量與質(zhì)量),應(yīng)在什么范圍內(nèi),離子才能打到金屬板上?

解析:

設(shè)離子帶負(fù)電,若離子正好打到金屬板的近側(cè)邊緣M,則其偏轉(zhuǎn)半徑滿足關(guān)系,即得    ①

若離子正好打到金屬板的遠(yuǎn)側(cè)邊緣N,則其偏轉(zhuǎn)半徑滿足關(guān)系

即得           ②

由洛倫茨力及牛頓第二定律可得    ③

    ④

因離子從離子槍射出的速度v由離子槍內(nèi)的加速電場(chǎng)決定

    ⑤

    ⑥

代入式④即得

    ⑦

討論:由以上方程組可知

荷質(zhì)比的離子將落在N之右,而荷質(zhì)比的離子將落在M之左,都不能落在MN板上。所以只有荷質(zhì)比范圍內(nèi)才能打在金屬板上。若離子帶正電,則離子偏向PQ板,荷質(zhì)比范圍內(nèi)。

錯(cuò)解:

離子在離子槍內(nèi)加速,出射速度為

由牛頓第二定律離子在磁場(chǎng)中離子的加速度為

離子在磁場(chǎng)中做平拋運(yùn)動(dòng)

錯(cuò)解原因:

離子在離子槍中的的加速過(guò)程分析正確,離子進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程分析錯(cuò)誤。做平拋運(yùn)動(dòng)物體的加速度為一恒量,僅與初速度垂直。而洛侖茲力總與速度方向垂直,洛侖茲力大小不變、方向變化,它是個(gè)變力。離子在磁場(chǎng)中應(yīng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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初速度為零的離子經(jīng)過(guò)電勢(shì)差為U的電場(chǎng)加速后,從離子槍T中水平射出,與離子槍相距d處有兩平行金屬板MNPQ,整個(gè)空間存在一磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)如圖所示。不考慮重力的作用,荷質(zhì)比q/mqm分別為離子的帶電量與質(zhì)量),應(yīng)在          范圍內(nèi),離子才能打到金屬板上。

 

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:038

初速度為零的離子經(jīng)過(guò)電勢(shì)差為U的電場(chǎng)加速后,從離子槍T中水平射出,經(jīng)過(guò)一段路程后進(jìn)入水平放置的兩平行金屬板MN和PQ之間,離子所經(jīng)空間存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),如下圖所示,則離子的荷質(zhì)比在什么范圍內(nèi)才能打在金屬板上?

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初速度為零的離子經(jīng)過(guò)電勢(shì)差為U的電場(chǎng)加速后,從離子槍T中水平射出,與離子槍相距d處有兩平行金屬板MN和PQ,整個(gè)空間存在一磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)如圖10-28所示。不考慮重力的作用,荷質(zhì)比q/m(q,m分別為離子的帶電量與質(zhì)量),應(yīng)在什么范圍內(nèi),離子才能打到金屬板上?

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初速度為零的離子經(jīng)過(guò)電勢(shì)差為U的電場(chǎng)加速后從離子槍T中水平射出,經(jīng)過(guò)一段路程后進(jìn)入水平放置的兩平行金屬板MN和PQ之間.離子所經(jīng)過(guò)空間存在一磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖所示,(不考慮重力作用)離子的荷質(zhì)比q/m(q、m分別是離子的電量與質(zhì)量)在什么范圍圖內(nèi),離子才能打在金屬板上?

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