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(12分)如图所示, C、D为两平行金属板,C板带正电,D板带负电,C、D间加有电压U=2.0×102V。虚线E为匀强磁场中的分界线,B1=B2=1.0×10-2 T,方向相反 。虚线F为过点O3的一条虚线,C、D、E、F相互平行,依次相距d=10m 。现在金属板中点O1由静止释放一质量m=1.0×10-12kg、电荷量q=1.0×10-8C的粒子,粒子被电场加速后穿过小孔O2 ,再经过磁场B1、B2偏转后,通过点O3。不计粒子重力(计算结果保留两位有效数字)

(1)求粒子从O1到O3点的运动时间;

(2)若自粒子穿过O2开始,右方与虚线F相距 40m处有一与之平行的挡板G正向左以速度匀速移动,当与粒子相遇时粒子运动方向恰好与挡板平行,求的大小.

 

【答案】

(1)0.01s  (2)

【解析】

试题分析:(1)从C板到D板匀加速过程根据动能定理 

进入磁场后做匀速圆周运动

由以上二式解得

由几何关系 

运动轨迹如上图

DE和EF之间的运动轨迹均为,因此的运动时间

的是匀加速直线运动,平均速度时间

的运动时间

 (2) 粒子运动方向恰好与挡板平行时粒子运动时间

板G的移动时间为

移动的距离为:     

移动的速度为: 

考点:带电粒子在匀强磁场中的运动

 

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如图所示,C、D为两平行金属板,C板带正电,D板带负电,C、D间加有电压U=2.0×102V.虚线E为匀强磁场中的分界线,B1=B2=1.0×10-2 T,方向相反.虚线F为过点O3的一条虚线,C、D、E、F相互平行,依次相距d=10m.现在金属板中点O1由静止释放一质量m=1.0×10-12kg、电荷量q=1.0×10-8C的粒子,粒子被电场加速后穿过小孔O2,再经过磁场B1、B2偏转后,通过点O3.不计粒子重力(计算结果保留两位有效数字) 
(1)求粒子从O1到O3点的运动时间;
(2)若自粒子穿过O2开始,右方与虚线F相距 40m处有一与之平行的挡板G正向左以速度v匀速移动,当与粒子相遇时粒子运动方向恰好与挡板平行,求v的大小.

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