水平放置的平行金屬板相距為d，板間有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B，極板按如下圖所示的方式接入電路。已知電源內(nèi)阻為r，滑動變阻器的總阻值為R，滑片P的位置位于變阻器的中點。有一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子，從兩板中間左端沿中心線水平射入場區(qū)。不計粒子重力。

(1)若不給金屬板充電，求粒子初速度v0 多大時，可以垂直打在金屬板上？

(2)閉合開關S，讓粒子仍以相同初速度v0射入，而從兩板間沿直線穿過，求電源電動勢E多大？

(3)若將磁場撤掉，其他條件不變，讓粒子仍以相同初速度v0射入，要使粒子打在極板上，則極板至少多長？

（1）（2）（3）


解析:

(1)金屬板不充電時，粒子在磁場中做勻速圓周運動，設軌跡半徑為，則

                                                  ①  (2分)

垂直打在金屬板上，則                                  ②  (3分)

解得                                                ③  (2分)

(2)粒子沿直線穿過板間，則粒子受電場力、洛侖茲力平衡，做勻速直線運動

                                                  ④  (3分)

板間電壓                                        ⑤  (2分)

解得                                         ⑥  (2分)

(3)將磁場撤掉，粒子在勻強電場中做類平拋運動，設極板長至少為L，則

                                                      ⑦  (2分)

                                                   ⑧  (2分)

                                                     ⑨  (2分)

由③④⑦⑧⑨式聯(lián)立解得，                            ⑩  (2分)

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖，兩水平放置的平行金屬板M、N放在勻強磁場中，導線ab帖著M、N邊緣以速度V向右勻速滑動，當一帶電粒子以水平速度V0射入兩板間后，能保持勻速直線運動，該帶電粒子可能（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

相距d=0.1m水平放置的平行金屬板a和b，且中央有孔，為其提供電壓的電路如圖所示，且已知電源的電動勢為E=24V，內(nèi)阻為r=5Ω，分壓電阻為R2=100Ω，現(xiàn)閉合電鍵K，當電流達到穩(wěn)定后，將帶電荷量為q=1.0×10-7C、質(zhì)量為m=6.0×10-7kg的液滴從小孔正上方h=0.1m高處無初速滴下，為使液滴剛好不落在b板上．g=10m/s2，求：
（1）R2兩端的電壓．
（2）滑動變阻器R1的阻值．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，M、N為水平放置的平行金屬板，板間勻強電場強度為E．今有兩個質(zhì)量均為m，帶電量均為q的異性粒子，分別從M、N兩板同時開始運動，經(jīng)時間t秒后，兩個帶電粒子恰能在電場中相碰中和．則M、N兩板的電勢差為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，圓形勻強磁場半徑R=1cm，磁感應強度B=1T，方向垂直紙面向里，其上方有一對水平放置的平行金屬板M、N，間距d=1cm，N板中央開有小孔S．小孔位于圓心O的正上方，S與O的連線交磁場邊界于A．兩金屬板通過導線與匝數(shù)為100匝的矩形線圈相連（為表示線圈的繞向，圖中只畫了2匝），線圈內(nèi)有垂直紙面向里且均勻增加的磁場，穿過線圈的磁通量變化率為
△φ
△t
=100wb/s．位于磁場邊界上某點（圖中未畫出）的離子源P，在紙面內(nèi)向磁場區(qū)域發(fā)射速度大小均為v=5
3
×105m/s，方向各不相同的帶正電離子，離子的比荷q/m=5×107C/kg，已知從磁場邊界A點射出的離子恰好沿直線AS進入M、N間的電場（不計離子重力，離子碰到極板將被吸附）求：
（1）M、N之間場強的大小和方向；
（2）離子源P到A點的距離；
（3）沿直線AS進入M、N間電場的離子在磁場中運動的總時間（計算時取π=3）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，M，N為水平放置的平行金屬板，板間電壓為U，在N板中心處有一小孔P，在N板上方有一邊長L=1．Om的非磁性正方形絕緣框ABCD，AB邊中點處有一小孔S，P和S處于同一豎直線上，絕緣框內(nèi)有磁感應強度大小B=2T、方向垂直紙面向里的勻強磁場．一質(zhì)量m=2.0×10-4kg、電荷量g=+5．Ox 10-3c的帶電粒子從緊靠M板處靜止釋放，并從小孔S垂直于AB邊射入磁場，粒子和框壁碰撞過程中無動能損失，且碰撞時間可以忽略，不計粒子重力，求：
（1）極板M所帶電荷的電性？
（2）若MN板間電壓U0=12.5V，則粒子在磁場中的運動時間為多少？（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）要使粒子能從S射出磁場，則MN板間的電壓U應滿足什么條件？

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