如图所示.水平放置的两块带电金属板a.b平行正对．极板长度为l.板间距也为l.板间存在着方向竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里磁感强度为B的匀强磁场．假设电场.磁场只存在于两板间的空间区域．一质量为m的带电荷量为q的粒子.以水平速度v0从两极板的左端中间射入场区.恰好做匀速直线运动．求:(1)金属板a.b间电压U的大小 (2)若仅将匀强磁场的磁感� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

如图所示，水平放置的两块带电金属板a、b平行正对．极板长度为l，板间距也为l，板间存在着方向竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里磁感强度为B的匀强磁场．假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域．一质量为m的带电荷量为q的粒子（不计重力及空气阻力），以水平速度v₀从两极板的左端中间射入场区，恰好做匀速直线运动．求：
（1）金属板a、b间电压U的大小______
（2）若仅将匀强磁场的磁感应强度变为原来的2倍，粒子将击中上极板，求粒子运动到达上极板时的动能大小______
（3）若撤去电场，粒子能飞出场区，求v₀满足的条件______
（4）若满足（3）中条件，粒子在场区运动的最长时间______．

（1）粒子匀速运动，受力平衡，根据受力平衡的条件可得：
q

=qv₀B，
所以电压：
U=lv₀B；
（2）仅将匀强磁场的磁感应强度变为原来的2倍，洛伦兹力变大，但是洛伦兹力与速度的方向垂直，洛伦兹力不做功，只有电场力对粒子做功，根据动能定理可得：
q?

mv²-

mv₀²
又因为 U=lv₀B
所以，粒子运动到达上极板时的动能大小为：
E_K=

mv₀²+

qBlv₀；
（3）当粒子恰好贴着右边界飞出时为速度的一个最值，
此时：圆心角为60度
则由几何关系可得r=

l
由牛顿第二定律得：qv₀B=m

解得：v₀=

5qBl

所以速度：
v₀≥

5qBl

当粒子从左边界飞出时，粒子做的是半径r=

l的半圆，此时有：
r=

mv0

所以此时的速度v₀≤

qBl

；
（4）由于T=

2πm

，与粒子的速度大小无关，所以圆心角为180度时运动时间最长，最长的时间为：
t=

πm

故答案为：
（1）U=lv₀B；
（2）E_K=

mv₀²-

qBlv₀；
（3）v0≤

qBl

或v0≥

5qBl

；
（4）

πm

．

练习册系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源：不详 题型：实验题

1998年升空的α磁谱仪探索太空中存在的反物质和暗物质，利用质谱仪可测定太空中粒子的比荷.如图6-15所示，当太空中的某一粒子从O点垂直进入磁感应强度B="10" T的匀强磁场后，沿半圆周运动到达P点，测得OP距离为10 cm，从P点离开磁场到Q点，电子计时器记录数据为10^-8 s，已知PQ间距离为50 cm，则该粒子的比荷为_______，它可能是_______(填“电子”“正电子”“质子”或“反质子”).

图6-15

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

以竖直向上为y轴正方向的平面直角系xOy，如图所示．在第一、四象限内存在沿x轴负方向的匀强电场E₁，在第二、三象限内存在着沿y轴正方向的匀强电场E₂和垂直于xOy平面向外的匀强磁场．现有一质量为m、电荷量为q的带正电小球从坐标原点O以初速度v₀沿与x轴正方向成45°角的方向射出．已知两电场的电场强度E₁=E₂=

，磁场的磁感应强度为B．
（1）求小球离开O点后第一次经过y轴所用的时间；
（2）求小球离开O点后第三次经过y轴的坐标；
（3）若小球从O点以某一初速度沿与x轴正方向成135°角的方向射出且能再次回到O点，则该初速度的大小为多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：多选题

如图所示，水平正对放置的带电平行金属板间的匀强电场方向竖直向上，匀强磁场方向垂直纸面向里，一带电小球从光滑绝缘轨道上的a点由静止释放，经过轨道端点P进入板间后恰好沿水平方向做匀速直线运动．现在使小球从稍低些的b点由静止释放，经过轨道端点P进入两板之间的场区．关于小球和小球现在运动的情况以下判断中正确的是（　　）

A．小球可能带负电

B．小球在电、磁场中运动的过程动能增大

C．小球在电、磁场中运动的过程电势能增大

D．小球在电、磁场中运动的过程机械能总量不变

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

美国科学家密立根通过油滴实验首次精确地测出了电子的电荷量．油滴实验的原理如图所示，两块水平放置的平行金属板与电源相连，上下板分别带正、负电荷．油滴从喷雾器喷出后，由于摩擦而带负电，经上板中央小孔落到两板间的匀强电场中，通过显微镜可以观察到它运动的情况．两金属板间的距离为d．（忽略油滴之间的相互作用力和空气对油滴的浮力及阻力）
（1）调节两金属板间的电压，当U=U₀时，观察到某个质量为m₁的油滴恰好匀速竖直下落，求该油滴所带的电荷量q₁；
（2）若油滴进入电场时的初速度可以忽略，当U=U₁时，观察到某个质量为m₂的油滴进入电场后匀加速竖直下落，经过时间t运动到下极板，求此油滴所带的电荷量q₂．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

如图所示，中心带孔的平行板电容器水平放置，板长L=0.4m，板间距离为d=0.6m，两板间电压U=6V，使板间产生匀强电场（电场只存在于两板间）．一带电微粒在正对小孔上方距小孔h=0.8m高处由静止释放，经t=0.55s从下极板小孔处穿出．（不计空气阻力，g=10m/s²）求：
（1）微粒进入上极板小孔时的速度及在两极板间运动的时间；
（2）若在两极板间再加一垂直纸面的匀强磁场，其他条件不变，微粒仍从原来位置由静止释放，为使微粒从两极板右侧偏出，求所加磁场的磁感应强度的方向及大小应满足的条件．