综合题8.0分
物理

13.如图20所示,P、Q两平行金属板间存在着平行于纸面的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场,两板间的距离为d,电势差为U;金属板下方存在一有水平边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。电荷量为q的带正电的粒子,以速度v垂直于电场和磁场匀速通过P、Q两金属板间,并沿垂直磁场方向进入金属板下方的磁场,做半径为R的匀速圆周运动。不计两极板电场的边缘效应及粒子所受的重力。求:

(1)P、Q两金属板间匀强电场场强E的大小;

(2)P、Q两金属板间匀强磁场磁感应强度B0的大小;

(3)粒子的质量m

考察知识点

  • 带电粒子在混合场中的运动

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正确答案及相关解析

正确答案

(1)E=

(2)

(3)

解析

(1)根据匀强强度和电势差的关系有:E=

(2)因为粒子匀速通过P、Q两金属板间,则有:

解得:

(3)粒子进入下方的匀强磁场做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,

根据牛顿第二定律有:

可得:

考查方向

本题考查电场,磁场知识,考查了匀强电场,速度选择器,带电粒子在磁场中运动的应用。

解题思路

(1)应用匀强电场的公式直接求解。

(2)速度选择器中电场力合洛伦兹力的平衡

(3)带电粒子在磁场中运动,半径公式。

易错点

速度选择器模型的运用,半径公式

知识点

带电粒子在混合场中的运动