如图甲所示.建立Oxy坐标系.两平行极板P.Q垂直于y轴且关于x轴对称.极板长度和板间距均为l.第一四象限有磁场.方向垂直于Oxy平面向里.位于极板左侧的粒子源沿x轴间右连接发射质量为m.电量为+q.速度相同.重力不计的带电粒子在0~3t时间内两板间加上如图乙所示的电压. 已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时.刻经极板边缘射入磁场.上述m.q.l.l0.B为已知量.(不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况) (1)求电压U的大小. (2)求时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径. (3)何时把两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短?求此最短时间. 解析:(1)时刻进入两极板的带电粒子在电场中做匀变速曲线运动.时刻刚好从极板边缘射出.在y轴负方向偏移的距离为.则有① ② ③ 联立以上三式.解得两极板间偏转电压为④. (2)时刻进入两极板的带电粒子.前时间在电场中偏转. 后时间两极板没有电场.带电粒子做匀速直线运动.带电粒子沿x轴方向的分速度大小为⑤ 带电粒子离开电场时沿y轴负方向的分速度大小为⑥ 带电粒子离开电场时的速度大小为⑦ 设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为R.则有⑧ 联立③⑤⑥⑦⑧式解得⑨. (3)时刻进入两极板的带电粒子在磁场中运动时间最短.带电粒子离开磁场时沿y轴正方向的分速度为⑩.设带电粒子离开电场时速度方向与y轴正方向的夹角为.则.联立③⑤⑩式解得.带电粒子在磁场运动的轨迹图如图所示.圆弧所对的圆心角为.所求最短时间为,带电粒子在磁场中运动的周期为.联立以上两式解得. 考点:带电粒子在匀强电场.匀强磁场中的运动. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(09·山东·25)(18分)如图甲所示,建立Oxy坐标系,两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称,极板长度和板间距均为l,第一四象限有磁场,方向垂直于Oxy平面向里。位于极板左侧的粒子源沿x轴间右连接发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在0~3t时间内两板间加上如图乙所示的电压(不考虑极边缘的影响)。
已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时,刻经极板边缘射入磁场。上述m、q、l、l0、B为已知量。(不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况)
(1)求电压U的大小。
(2)求时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径。
(3)何时把两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短?求此最短时间。

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(09·山东·25)(18分)如图甲所示,建立Oxy坐标系,两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称,极板长度和板间距均为l,第一四象限有磁场,方向垂直于Oxy平面向里。位于极板左侧的粒子源沿x轴间右连接发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在0~3t时间内两板间加上如图乙所示的电压(不考虑极边缘的影响)。

已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时,刻经极板边缘射入磁场。上述m、q、l、l0、B为已知量。(不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况)

(1)求电压U的大小。

(2)求时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径。

(3)何时把两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短?求此最短时间。

 

 

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