和方向;在此情况下,从喷枪刚开始喷出微粒计时,求经t0?0.02s时两板上有微粒击中区域的面积和。
(3)在满足第(2)问中的所有微粒从P点喷出后均做直线运动情况下,在两板间加垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B?1T。求B板被微粒打中的区域长度。 【答案】(1)1m;(2)0.06π m(3)【解析】
试题分析:(1)微粒在匀强电场做类平抛运动,微粒的加速度:a?根据运动学:解得: x=1m
(2)要使微粒做直线运动,电场应反向,且有:qE??mg
2
3?1m 10Eq?mg md12?at 运动的半径:x?v0t 22E??mg?0.1V/m q故电场应该调节为方向向下,大小为E??0.1V/m 经t0?0.02s时,微粒运动的位移s?v0t
极板上被微粒击中区域为半径为r的圆,其中r?s?()
22d22S?2?r2?0.06? m2
(3)微粒做匀速圆周运动,洛伦兹力充当向心力:
v2mvqvB?m R??0.1m
RqB竖直向下射出的微粒打在B板的左端恰好与B板相切,如图甲所示:d1?0.1m 当粒子源和B板右边击中点距离为直径时距离最远:如图乙所示: d2?3m 10
故B板被微粒打中的区域的长度都为
3?1m 10考点:带电粒子在复合场中的运动;带电粒子在匀强磁场中的运动.
15.如图所示,足够大的平行挡板A1,A2竖直放置,间距为6L.两板间存在两个方向相反
的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,以水平面yN为理想分界面.Ⅰ区的磁感应强度为B0,方向垂直纸面向外,A1,A2上各有位置正对的小孔S1,S2,两孔与分界面yN的距离为L.质量为m,电量为+q的粒子经宽度为d的匀强电场由静止加速后,沿水平方向从S1进入Ⅰ区,并直接偏转到yN上的P点,再进入Ⅱ区.P点与A1板的距离是L的k倍.不计重力,碰到挡板的粒子不予考虑.
(1)若k=1,求匀强电场的电场强度E;
(2)若2 试题分析:(1)粒子在电场中,由动能定理有qEd=粒子在Ⅰ区洛伦兹力提供向心力 qvB0=当k=1时,由几何关系得 r=L ③ 由①②③解得E= ④ ② mv2-0 ① (2) , (2)由于2 ⑥ ⑦ 粒子在Ⅱ区洛伦兹力提供向心力 qvB=⑧ 由对称性及几何关系可知 ⑩ ⑨ 解得r1=由⑧⑩解得 B= 考点:带电粒子在电场中的运动、带电粒子在匀强磁场中的运动