问题 计算题

如图,板长为L、间距为d的平行金属板水平放置,两板间所加电压大小为U,足够大光屏PQ与板的右端相距为a,且与板垂直。一带正电的粒子以初速度0沿两板间的中心线射入,射出电场时粒子速度的偏转角为37°。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计粒子的重力。

⑴求粒子的比荷q/m;

⑵若在两板右侧MN、光屏PQ间加如图所示的匀强磁场,要使粒子不打在光屏上,求磁场的磁感应强度大小B的取值范围;

⑶若在两板右侧MN、光屏PQ间仅加电场强度大小为E0、方向垂直纸面向外的匀强电场。设初速度方向所在的直线与光屏交点为O点,取O点为坐标原点,水平向右为x正方向,垂直纸面向外为z轴的正方向,建立如图所示的坐标系,求粒子打在光屏上的坐标(x,y,z)。

答案

(1)(2)(3)(0,

题目分析:⑴设粒子射出电场时速度的水平分量为、竖直分量为

                      (1分) 

        (1分) 

        (2分)

解得:             (1分)

⑵设磁场的磁感应强度为B时粒子不能打在光屏上

由几何知识 有     (2分)

由牛顿第二定律 有      (1分) 

解得 磁感应强度大小范围: (2分)

⑶ 粒子从两板间以速度射出后作匀变速曲线运动,沿x、y轴方向均作匀速直线运动,沿z轴方向作初速度为零的匀加速直线运动。由题意知:

坐标                           (1分)   

坐标=    (2分)

时间                          (1分)  

坐标                 (1分)   

                       (1分)

则粒子打在光屏上的坐标为(0,

点评:粒子从两板间以速度射出后作匀变速曲线运动,沿x、y轴方向均作匀速直线运动,沿z轴方向作初速度为零的匀加速直线运动。

解答题
多项选择题