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如圖所示,一對帶電的相同金屬極板P、Q水平正對固定放置,間距爲d.板間區域充滿磁感應強度爲B、方向垂直紙面向內...

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問題詳情:

如圖所示,一對帶電的相同金屬極板PQ水平正對固定放置,間距爲d.板間區域充滿磁感應強度爲B、方向垂直紙面向內的勻強磁場.兩極板右側有一個半徑也爲d的圓形區域,其圓心O處於兩極板的中心線上,區域內部充滿方向垂直於紙面向內的勻強磁場.一束帶正電微粒以大小爲v0的速度從兩板間水平向右持續*入並能勻速向右運動直到*入圓形區域.若不計重力、不計微粒間的相互作用,則

  (1)求極板PQ間的電壓U並指出兩板電勢的高低.

  (2)若從最下方(圖中b點)*入的微粒運動過程恰好經過圓心O.已知微粒的質量都爲m,帶電量爲q,求圓形區域內磁場的磁感應強度B0.並求出各個帶正電微粒在圓形區域內運動的時間在什麼範圍內?

如圖所示,一對帶電的相同金屬極板P、Q水平正對固定放置,間距爲d.板間區域充滿磁感應強度爲B、方向垂直紙面向內...

【回答】

(1)微粒勻速向右運動,有  如圖所示,一對帶電的相同金屬極板P、Q水平正對固定放置,間距爲d.板間區域充滿磁感應強度爲B、方向垂直紙面向內... 第2張         ①(1分)

      若極板PQ間的電場強度爲E,有如圖所示,一對帶電的相同金屬極板P、Q水平正對固定放置,間距爲d.板間區域充滿磁感應強度爲B、方向垂直紙面向內... 第3張           ②(1分)

                                      解得如圖所示,一對帶電的相同金屬極板P、Q水平正對固定放置,間距爲d.板間區域充滿磁感應強度爲B、方向垂直紙面向內... 第4張     ③(1分) 

                                   Q板的電勢比P板高     (1分)               

(2)微粒在磁場中做勻速圓周運動,有如圖所示,一對帶電的相同金屬極板P、Q水平正對固定放置,間距爲d.板間區域充滿磁感應強度爲B、方向垂直紙面向內... 第5張     ④(2分)

     從b點*入的微粒運動情況如圖(軌跡①),軌道圓心在a

由於如圖所示,一對帶電的相同金屬極板P、Q水平正對固定放置,間距爲d.板間區域充滿磁感應強度爲B、方向垂直紙面向內... 第6張如圖所示,一對帶電的相同金屬極板P、Q水平正對固定放置,間距爲d.板間區域充滿磁感應強度爲B、方向垂直紙面向內... 第7張,(圖2分+1分)

因此ΔabO爲等邊三角形,軌道半徑

             如圖所示,一對帶電的相同金屬極板P、Q水平正對固定放置,間距爲d.板間區域充滿磁感應強度爲B、方向垂直紙面向內... 第8張   ⑤(1分)

      如圖所示,一對帶電的相同金屬極板P、Q水平正對固定放置,間距爲d.板間區域充滿磁感應強度爲B、方向垂直紙面向內... 第9張

  解得磁感應強

如圖所示,一對帶電的相同金屬極板P、Q水平正對固定放置,間距爲d.板間區域充滿磁感應強度爲B、方向垂直紙面向內... 第10張    ⑥(1分)

      

b點*入的微粒在圓形區域內轉過120°,

            運動的時間最長,爲 如圖所示,一對帶電的相同金屬極板P、Q水平正對固定放置,間距爲d.板間區域充滿磁感應強度爲B、方向垂直紙面向內... 第11張   ⑦(1分)

        從a點*入的微粒在圓形區域內轉過60°(軌跡如圖②)運動的時間最短,爲

             如圖所示,一對帶電的相同金屬極板P、Q水平正對固定放置,間距爲d.板間區域充滿磁感應強度爲B、方向垂直紙面向內... 第12張    ⑧(1分+圖2分)

        因此,微粒在圓形區域內運動的時間t的範圍爲:如圖所示,一對帶電的相同金屬極板P、Q水平正對固定放置,間距爲d.板間區域充滿磁感應強度爲B、方向垂直紙面向內... 第13張   ⑨(1分)

知識點:磁場對運動電荷的作用力

題型:綜合題

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