Question

如圖所示，一帶電微粒質(zhì)量為m=2.0×10^-11kg、電荷量q=+1.0×10^-5C，從靜止開始經(jīng)電壓為U₁=100V的電場加速后，水平進入偏轉(zhuǎn)電壓U₂=100V兩平行金屬板間，偏轉(zhuǎn)后，接著進入一個方向垂直紙面向里、寬度為D=20cm的勻強磁場區(qū)域。已知偏轉(zhuǎn)電場金屬板長L=20cm，兩板間距d=10cm，重力忽略不計。求：

1.帶電微粒進入偏轉(zhuǎn)電場時的速率v₀；

2.帶電微粒從平行金屬板射出時的偏轉(zhuǎn)角θ；

3.為使帶電微粒不從磁場右邊射出，該勻強磁場的磁感應(yīng)強度B至少多大？

 

Answer 1

【答案】

 

1.1.0×10⁴m/s

2.=30

3.0.1T

【解析】  ⑴帶電微粒經(jīng)加速電場加速后速度為v，根據(jù)動能定理

      =1.0×10⁴m/s                  （2分）

⑵帶電微粒在偏轉(zhuǎn)電場中只受電場力作用，做類平拋運動。在水平方向微粒做勻速直線運動    水平方向：        帶電微粒在豎直方向做勻加速直線運動，加速度為a，出電場時豎直方向速度為v₁豎直方向：                 （1分）

由幾何關(guān)系         （1分）  得=30⁰   

⑶帶電微粒進入磁場做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，

 正確畫出粒子在磁場中運動軌跡示意圖           

設(shè)微粒軌道半徑為R，由幾何關(guān)系知  

                          

設(shè)微粒進入磁場時的速度為v           由牛頓運動定律             

 得 0.1T     （1分）若帶電粒子不射出磁場，磁感應(yīng)強度B至少為0.1T