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如图所示,平行金属板倾斜放置,AB长度为L,金属板与水平方向的夹角为θ,一电荷量为-q、质量为m的带电小球以水平速度v0进入电场,且做直线运动,到达B点,离开电场后,进入如图所示的电磁场(图中电场未画出)区域做匀速圆周运动,并竖直向下穿出电磁场,磁感应强度为B。求:
(1)带电小球进入电磁场区域时的速度v
(2)带电小球进入电磁场区域运动的时间;
(3)重力在电磁场区域对小球所做的功。
解:(1)对带电小球进行受力分析

带电小球受重力mg和电场力F作用
FFsinθ
mg
Fcosθ
解得Fmgtanθ
根据动能定理FLmv2mv02
解得v
(2)带电小球进入电磁场区域后做匀速圆周运动,说明电场力和重力平衡,带电小球只在洛伦兹力作用下运动
通过几何知识可以得出,带电粒子在电磁场中运动了圆周
运动时间为t×
(3)带电小球在竖直方向运动的高度差等于半径
hR
重力做的功为Wmghmg×
练习册系列答案
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如图所示,平行金属板长L,间距L,两板间存在向下的匀强电场E,一带电粒子(不计重力)沿两板中线以速度V0垂直射入电场,恰好从下板边缘P点射出平行金属板.若将匀强电场换成垂直纸面的匀强磁场,粒子仍然从同一点以同样的速度射入两板间,要粒子同样从P点射出,求:
(1)所加匀强磁场的方向;
(2)所加匀强磁场的磁感应强度的大小B.

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(1)微粒带电量;
(2)微粒离开电场时的动能.

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(1)发电机的电动势;
(2)电阻R上的电流;
(3)要使等离子体能进入磁场所需的外力.

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