问题 计算题

如图所示,一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量q=+1.0×10-5C,从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,微粒射出电场时的偏转角θ=60°,并接着沿半径方向进入一个垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域,微粒射出磁场时的偏转角也为θ=60°。已知偏转电场中金属板长L=,圆形匀强磁场的半径R=,重力忽略不计。求:

小题1:带电微粒经U1=100V的电场加速后的速率;

小题2:两金属板间偏转电场的电场强度E;

小题3:匀强磁场的磁感应强度的大小。

答案

小题1:1. 0×104m/s

小题2:(1分)       E=10000V/m

小题3:

(1)带电微粒经加速电场加速后速度为v1

根据动能定理: (2分)

=1. 0×104m/s (2分)

(2)带电微粒在偏转电场中只受电场力作用,做类平抛运动。在水平方向微粒做匀速直线运动。水平方向:(1分)

带电微粒在竖直方向做匀加速直线运动,加速度为a,出电场时竖直方向速度为v2

竖直方向:   (1分)

由几何关系 (1分)       E=10000V/m(1分)

(3)设带电粒子进磁场时的速度大小为v,则(1分)

由粒子运动的对称性可知,入射速度方向过磁场区域圆心,则出射速度反向延长线过磁场区域圆心,粒子在磁场中的运动轨迹如图所示

则轨迹半径为(1分)     由(1分)

得 (1分)

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