如图*所示,两平行金属板AB间接有如图乙所示的电压,两板间的电场可看作匀强电场,且两板外无电场,板长L=0.8...
问题详情:
如图*所示,两平行金属板AB间接有如图乙所示的电压,两板间的电场可看作匀强电场,且两板外无电场,板长L=0.8m,板间距离d=0.6m.在金属板右侧有一磁感应强度B=2.0×10﹣2T,方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁场宽度为l1=0.12m,磁场足够长.MN为一竖直放置的足够大的荧光屏,荧光屏距磁场右边界的距离为l2=0.08m,MN及磁场边界均与AB两板中线OO′垂直.现有带正电的粒子流由金属板左侧沿中线OO′连续*入电场中.已知每个粒子的速度v0=4.0×105m/s,比荷=1.0×108C/kg,重力忽略不计,每个粒子通过电场区域的时间极短,电场可视为恒定不变.
(1)求t=0时刻进入电场的粒子打到荧光屏上时偏离O′点的距离;
(2)若粒子恰好能从金属板边缘离开,求此时两极板上的电压;
(3)试求能离开电场的粒子的最大速度,并通过计算判断该粒子能否打在右侧的荧光屏上?如果能打在荧光屏上,试求打在何处.
【回答】
(1)0.10m;(2)900V;(3)5×105m/s,该粒子不能打在右侧的荧光屏上.
【解析】
由几何知识可得:
粒子在磁场中偏移的距离:y1=R1﹣R1cosθ
代入数据解得:y1=0.04m
粒子出磁场后做匀速直线运动,y2=l2tanθ,
代入数据解得:y2=0.06m,
粒子打到荧光屏上时偏离O′的距离为:y=y1+y2=0.10m
由牛顿第二定律得: ,
代入数据解得:R2=0.25m,
R2﹣R2sinα=0.25﹣0.25× =0.1m<l1=0.12m
该粒子不能从磁场偏出打在荧光屏上;1
考点:带电粒子在匀强磁场及匀强电场中的运动
【名师点睛】本题考查了带电粒子在电场及磁场中运动问题,分析清楚粒子运动过程是正确解题的前提与关键;灵活运用动能定理、类平抛运动的规律、牛顿第二定律即可正确解答。
知识点:质谱仪与回旋加速器
题型:计算题
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