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)微粒進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度v0大��;(2)微粒射出偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)角θ;(3)若該勻強磁場的寬度為D=10cm,為使微粒不會由磁場右邊射出,該勻強磁場的磁感應(yīng)強度B至少多大?
(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)電場中做類平拋運動,有:a=qU2/md ,vy=at=aL/v0 , 2分
飛出電場時,速度偏轉(zhuǎn)角的正切為: ②
解得 θ = 30o 1分
(3)進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,該勻強磁場的磁感應(yīng)強度B至少為0.346T.
(B =0.35T照樣給分)
略
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