如圖甲所示,兩平行金屬板間接有如圖乙所示的隨時間t變化的電壓u,兩板間電場可看作是均勻的,且兩板外無電場,極板長L=0.2 m,板間距離d=0.2 m,在金屬板右側(cè)有一邊界為MN的區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)磁場,MN與兩板中線垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度
T,方向垂直紙面向里�,F(xiàn)有帶正電的粒子流沿兩板中線
連續(xù)射入電場中,已知每個粒子的速度
m/s,一荷質(zhì)比
C/kg,重力忽略不計,在每個粒子通過電場區(qū)域的極短時間內(nèi),電場可視作是恒定不變的。
(1)試求帶電粒子射出電場時的最大速度。
(2)證明任意時刻從電場射出的帶電粒子,進(jìn)入磁場時在MN上的入射點和出磁場時在MN上的出射點間的距離為定值。寫出表達(dá)式并求出這個定值。
(3)從電場射出的帶電粒子,進(jìn)入磁場運(yùn)動一段時間后又射出磁場。求粒子在磁場中運(yùn)動的最長時間和最短時間。
見解析
(1)設(shè)兩極板間電壓為時,帶電粒子剛好從極板邊緣射出電場,則有
代入數(shù)據(jù),解得:=100 V
在電壓低于l00 V時,帶電粒子才能從兩極板間射出,電壓高于100 V時,帶電粒子打在極板上,不能從兩板間射出。粒子剛好從極板邊緣射出電場時,速度最大,設(shè)最大速度為,則有:
解得:m/s
(2)設(shè)粒子進(jìn)入磁場時速度方向與的夾角為
,則速度大小
粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的軌道半徑
粒子從磁場中飛出的位置與進(jìn)入磁場的位置之間的距離
代入數(shù)據(jù),解得s=0.4 m,s與無關(guān)
即射出電場的任何一個帶電粒子進(jìn)入磁場的入射點與出射點間距離恒為定值。
(3)粒子飛出電場進(jìn)入磁場,在磁場中按逆時針方向做勻速圓周運(yùn)動。
粒子飛出電場時的速度方向與的最大夾角為
,
當(dāng)粒子從下板邊緣飛出電場再進(jìn)入磁場時,在磁場中運(yùn)動時間最長,
當(dāng)粒子從上板邊緣飛出電場再進(jìn)入磁場時,在磁場中運(yùn)動時間最短,
。
年級 | 高中課程 | 年級 | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中物理 來源: 題型:
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
q |
m |
| ||
2 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源:棗莊一模 題型:填空題
q |
m |
| ||
2 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源:2011-2012學(xué)年江蘇省常州市高二(上)期末物理試卷(解析版) 題型:解答題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源:2013年山東省棗莊市高考物理一模試卷(解析版) 題型:解答題
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com