Question

如圖所示，一個質(zhì)量為m =2.0×10^-11kg，電荷量q = +1.0×10^-5C的帶電微粒（重力忽略不計），從靜止開始經(jīng)U₁=100V電壓加速后，水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場，偏轉(zhuǎn)電場的電壓U₂=100V．金屬板長L=20cm，兩板間距d =10cm．求：（1）微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的速度v₀大�。唬�2）微粒射出偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)角θ；（3）若該勻強(qiáng)磁場的寬度為D=10cm，為使微粒不會由磁場右邊射出，該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少多大？  

 

Answer 1

（1）微粒在加速電場中由動能定理得：qU₁=mv₀²/2    ①        2分

解得v₀ = 1.0×10⁴m/s                                          1分

（2）微粒在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運(yùn)動，有：a=qU₂/md,v_y=at=aL/v₀ ，   2分

飛出電場時，速度偏轉(zhuǎn)角的正切為：    ②  

 解得  θ = 30^o                        1分

（3）進(jìn)入磁場時微粒的速度是：v=    ③  1分

   軌跡如圖所示，

由幾何關(guān)系有：D=r+rsinθ ④           1分

洛倫茲力提供向心力：Bqv=  ⑤    1分

由③～⑤聯(lián)立得：   1分

代入數(shù)據(jù)解得：B ＝/5=0.346 T      1分

   所以，為使微粒不會由磁場右邊射出，該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少為0.346T．

(B =0.35T照樣給分)                   

解析:略