如圖甲所示,帶正電的粒子以水平速度v0從平行金屬板MN間中線連續(xù)射入電場(chǎng)中,MN板間接有如圖乙所示的隨時(shí)間t變化的電壓,電壓變化周期T=0.1s,兩板間電場(chǎng)可看做均勻的,且兩板外無電場(chǎng). 緊鄰金屬板右側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,分界線為CD,AB為熒光屏. 金屬板間距為d,長(zhǎng)度為l,磁場(chǎng)B的寬度為d. 已知:,帶正電的粒子的比荷為q/m=108C/kg,重力忽略不計(jì). 試求:

(1)帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)的最小半徑;
(2)帶電粒子射出電場(chǎng)時(shí)的最大速度;
(3)帶電粒子打在熒光屏AB上的范圍.

解:(1)t=0時(shí)刻射入電場(chǎng)的帶電粒子不被加速,進(jìn)入磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑最小,粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)有(2分)
(1分)
(2)因帶電粒子通過電場(chǎng)時(shí)間,故帶電粒子通過電場(chǎng)過程中可認(rèn)為電場(chǎng)恒定不變。(2分)
設(shè)兩板間電壓為U1時(shí),帶電粒子能從N板右邊緣飛出,
 (2分)
   (2分)
在電壓低于或等于100V時(shí),帶電粒子才能從兩板間射出電場(chǎng),故U1=100V時(shí),
帶電粒子射出電場(chǎng)速度最大,(2分)
(2分)
(3)t=0時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)中粒子,進(jìn)入磁場(chǎng)中圓軌跡半徑最小,打在熒光屏上最高點(diǎn)E,

從N板右邊緣射出粒子,進(jìn)入磁場(chǎng)中圓軌跡半徑最大,
(1分)
 (2分)
,故,
(2分)
所以從P點(diǎn)射出粒子軌跡圓心O2正好在
熒光屏上且O2與M板在同一水平線上,,(1分)
   (1分)
帶電粒子打在熒光屏AB上范圍為:
(EF=0.382m也正確)(1分)

解析

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,帶正電的粒子以水平速度v0從平行金屬板MN間中線OO連續(xù)射入電場(chǎng)中,MN板間接有如圖乙所示的隨時(shí)間t變化的電壓UMN,電壓變化周期T=0.1s,兩板間電場(chǎng)可看做均勻的,且兩板外無電場(chǎng).緊鄰金屬板右側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,分界線為CD,AB為熒光屏.金屬板間距為d,長(zhǎng)度為l,磁場(chǎng)B的寬度為d.已知:B=5×10-3T,l=d=0.2mv0=105m/s,帶正電的粒子的比荷為
qm
=108C/kg,重力忽略不計(jì).試求:
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(1)帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)的最小半徑;
(2)帶電粒子射出電場(chǎng)時(shí)的最大速度;
(3)帶電粒子打在熒光屏AB上的范圍.

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(1)帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)的最小半徑;

(2)帶電粒子射出電場(chǎng)時(shí)的最大速度;

(3)帶電粒子打在熒光屏AB上的范圍.

 

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(1)帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)的最小半徑;
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