质量为m带电量为-q的带电粒子0时刻由a点以初速度v0垂直进入磁场,Ⅰ区域磁场磁感应强度大小不变方向周期性变化如图所示(垂直纸面向里为正方向);Ⅱ区域为匀强电场,方向向上;Ⅲ区域为匀强磁场磁感应强度大小与Ⅰ区域相同均为B0。粒子在Ⅰ区域内一定能完成半圆运动且每次经过mn的时刻均为T0/2整数倍,则
27.粒子在Ⅰ区域运动的轨道半径为多少?
28.若初始位置与第四次经过mn时的位置距离为x,求粒子进入Ⅲ区域时速度的可能值 (初始位置记为第一次经过mn)。
29.在满足(2)的条件下,求电场强度E的大小可能值。
8.竖直放置的平行金属板A、B连接一恒定电压,两个电荷M和N以相同的速率分别从极板A边缘和两板中间沿竖直方向进入板间电场,恰好从极板B边缘射出电场,如图所示,不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用,下列说法正确的是( )
如图,水平放置的平行板电容器极板A、B间加有恒定电压,a点与下极板的距离为d。一带电粒子从a点水平射入电场,初速度大小为va,粒子偏转后打在下极板的P点时速度大小为va/,其水平射程为2d。若该粒子从与a在同一竖直线上的b点(图中未标出)水平射入电场,初速度大小为vb,带电粒子仍能打到P点,打到P点时速度大小为vb/。下列判断正确的是( )
17.如图,水平放置的平行板电容器极板A、B间加有恒定电压,a点与下极板的距离为d。一带电粒子从a点水平射入电场,初速度大小为va,粒子偏转后打在下极板的P点时速度大小为va/,其水平射程为2d。若该粒子从与a在同一竖直线上的b点(图中未标出)水平射入电场,初速度大小为vb,带电粒子仍能打到P点,打到P点时速度大小为vb/。下列判断正确的是( )
(1)r=或 R=
(1)qv0B0=mr=也可以表示为T0= R=
(1)根据洛伦兹力提供向心力可以求出粒子在Ⅰ区域运动的轨道半径
本题中易错点是带电粒子带负电,洛伦兹力的方向易出错,导致运动轨迹出错,另处一个易错点就是两种情况不易找全。
(2)v2=或v2=-2v0
(2)R=qv2B0=m解得3区域速度大小:v2=第二种情况:3区域半径R=-3区域速度大小v2=-2v0-
(2)因为电场区域的宽度没有给出,所以粒子从Ⅰ区域经过Ⅱ区域Ⅲ区域再次回到Ⅰ区域时Ⅰ区域磁场方向不确定,可能和原来同向也可能和原磁场反向,两种情况分别确定半径,然后确定速度。
本题中易错点是带电粒子带负电,洛伦兹力的方向易出错,导致运动轨迹出错,另处一个易错点就是两种情况不易找全。
(3)E=(n=0,1,2......) E=(n=0,1,2......)
(3)第一种情况:3区域速度大小:v2= 2t=+nT0Eq=ma-解得:E=(n=0,1,2......)第二种情况:3区域速度大小v2=-2v0
2t=(n+1)T0E=(n=0,1,2......)
(3)根据牛顿第二定律和运动学公式分别确定两种情况时的电场强度E。
本题中易错点是带电粒子带负电,洛伦兹力的方向易出错,导致运动轨迹出错,另处一个易错点就是两种情况不易找全。