Question

【題目】如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m=2.0×10-11kg，電荷量q=+1.0×10-5C的帶電微粒（重力忽略不計(jì)），從靜止開始經(jīng)U1=25V電壓加速后，水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中．金屬板長(zhǎng)L=20cm，兩板間距．求：

（1）微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度V0是多大？

（2）若微粒射出電場(chǎng)過程的偏轉(zhuǎn)角為θ=30，并接著進(jìn)入一個(gè)方向垂直與紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，則兩金屬板間的電壓U2是多大？

（3）若該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為，為使微粒不會(huì)由磁場(chǎng)右邊射出，該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少多大?這種情況下磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間是多少？

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）0.1T ；

【解析】（1）帶電微粒經(jīng)加速電場(chǎng)后速度為v0，根據(jù)動(dòng)能定理： 解得：

（2）帶電微粒在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用，做類平拋運(yùn)動(dòng)。

水平方向： 豎直方向： 、 、 聯(lián)立解得：

（3）帶電微粒進(jìn)入磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)，微粒不由磁場(chǎng)右邊射出，臨界情況如圖：

則，微粒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度

由牛頓第二定律得： 聯(lián)立解得：

這種情況下粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 ， 解得：