問題詳情:
如圖所示,相距爲d、板間電壓爲U0的平行金屬板間有方向垂直紙面向裏、磁感應強度大小爲B0的勻強磁場;OP和x軸的夾角α=45°,在POy區域內有垂直紙面向外的勻強磁場,POx區域內有沿x軸正方向的勻強電場,場強大小爲E;一質量爲m、電荷量爲q的正離子沿平行於金屬板、垂直磁場的方向*入板間並做勻速直線運動,從座標爲(0,L)的a點垂直y軸進入磁場區域,從OP上某點沿y軸負方向離開磁場進入電場,不計離子的重力.
(1)離子在平行金屬板間的運動速度v0;
(2)POy區域內勻強磁場的磁感應強度B;
(3)離子打在x軸上對應點的座標.
【回答】
解析 (1)正離子在平行金屬板間勻速運動,根據平衡條件有Eq=B0qv0 ①
根據平行金屬板間的場強和電勢差的關係有
E= ②
由①②式解得
v0= ③
(2)在磁場中,由幾何關係有
L=R+Rtan α ④
洛倫茲力充當向心力,根據牛頓第二定律有
Bqv0=m ⑤
由③④⑤式解得
B= ⑥
(3)在電場中正離子做類平拋運動,則有
沿y軸負方向:Rtan α=v0t ⑦
沿x軸正方向:x0=at2 ⑧
離子在電場中運動的加速度a= ⑨
離子打在x軸上對應點的橫座標
x=x0+R ⑩
由③④⑦⑧⑨⑩式解得
離子打在x軸上對應點的座標爲(+,0) ⑪
知識點:專題八 電磁感應
題型:計算題