(2013福建省廈門市期末)如圖所示,MN為兩平行金屬板,O、O'為兩金屬板中心處正對的兩個小孔,N板的右側空...

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問題詳情:

(2013福建省廈門市期末)如圖所示,MN為兩平行金屬板,O、O'為兩金屬板中心處正對的兩個小孔,N板的右側空...

(2013福建省廈門市期末)如圖所示,MN為兩平行金屬板,OO為兩金屬板中心處正對的兩個小孔,N板的右側空間有磁感應強度大小均為B且方向相反的兩勻強磁場區,圖中N板與虛線CDPQ為兩磁場邊界線,三條界線平行,兩磁場區域的寬度分別為d3d,沿邊界線方向磁場區域足夠大。在兩金屬板上加上大小可調節的直流電壓,質量為m、電量為 -q的帶電粒子(重力不計);從O點由靜止釋放,經過MN板間的電場加速後,從O沿垂直於磁場方向*入磁場,若粒子能穿過CD界並進入CD右側磁場但不能穿過PQ界,最終打到N板而結束運動,試求:

(1)粒子要能穿過CD界並進入CD右側磁場,MN板間的電壓至少要大於多少;

(2)粒子不穿過PQ界,粒子從O*入磁場所允許的最大速率;

(3)最大速率*入磁場的粒子在磁場中運動的總時間。

【回答】

解析:(1)設MN之間電壓為U0時,粒子在CD左側磁場中運動的圓弧與CD界相切,如圖①,有:粒子經電場加速:q U0=mv02,

在磁場中運動的圓周半徑:r0=d。

qB v0=m

由上述各式聯立解得:U0=。

知識點:專題六 電場和磁場

題型:綜合題

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