Question

【題目】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=25V電壓加速后，水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場中．金屬板長L=20cm，兩板間距．求：

（1）微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的速度V0是多大？

（2）若微粒射出電場過程的偏轉(zhuǎn)角為θ=30，并接著進(jìn)入一個方向垂直與紙面向里的勻強(qiáng)磁場區(qū)，則兩金屬板間的電壓U2是多大？

（3）若該勻強(qiáng)磁場的寬度為，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?這種情況下磁場中運(yùn)動時間是多少？

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）0.1T ；

【解析】（1）帶電微粒經(jīng)加速電場后速度為v0，根據(jù)動能定理： 解得：

（2）帶電微粒在偏轉(zhuǎn)電場中只受電場力作用，做類平拋運(yùn)動。

水平方向： 豎直方向： 、 、 聯(lián)立解得：

（3）帶電微粒進(jìn)入磁場做圓周運(yùn)動，微粒不由磁場右邊射出，臨界情況如圖：

則，微粒進(jìn)入磁場時的速度

由牛頓第二定律得： 聯(lián)立解得：

這種情況下粒子在磁場中運(yùn)動的時間 ， 解得：