问题详情:
如图所示,平行板电容器上板M带正电,两板间电压恒为U,极板长为(1+)d,板间距离为2d,在两板间有一圆形匀强磁场区域,磁场边界与两板及右侧边缘线相切。P点是磁场边界与下板N的切点,磁场方向垂直于纸面向里,现有一带电微粒从板的左侧进入磁场,若微粒从两板的正中间以大小为v0水平速度进入板间电场,恰做匀速直线运动,经圆形磁场偏转后打在P点。
(1)判断微粒的带电*质并求其电荷量与质量的比值.
(2)求匀强磁场的磁感应强度B的大小.
(3)若带电微粒从M板左侧边缘沿正对磁场圆心的方向*入板间电场,要使微粒不与两板相碰并从极板左侧*出。求微粒入*速度的大小范围.
【回答】
解:(1)由题意可知,微粒所受电场力向上,上板带正电可得微粒带负电,
由于微粒做匀速直线运动可得mg=qE (2分)
又E= (1分)
可得= (1分)
(2)由题意可得,微粒垂直打在点P上,所以R=d (2分)
根据牛顿第二定律qv0B= (1分)
解得B== (1分)
(3)如图所示,要使粒子从板左侧*出,临界条件是恰从下板N左边缘*出,此时根据几何关系可得tanθ== (2分)
微粒做圆周运动的半径R=dtanθ=d (1分)
又根据牛顿第二定律qvB= (1分)
解得v=v0 (1分)
所以要使微粒从极板左侧*出应满足v≤v0 (1分)
知识点:专题六 电场和磁场
题型:综合题