如图所示,M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板,两板间电压可取从零到最大值Um之间的各种数值。静止的带电粒子电荷量为+q,质量为m(不计重力),从点P经电场加速后,从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面向外,CD为磁场边界上的一绝缘板,它与N板的夹角为θ= 45°,孔Q到板的下端C的距离为L,当M、N两板间电压取最大值Um时,粒子恰垂直打在CD板上。
19.求当M、N两板间电压取最大值Um时,粒子射入磁场的速度v1的大小。
20.匀强磁场的磁感应强度B的大小。
21.粒子在磁场中运动的最长时间tm
22.CD板上可能被粒子打中区域的长度S。
M、N两板间电压取最大值Um时,粒子恰垂直打在CD板上,所以圆心在C点,如图所示,设此时粒子运动轨迹半径为r1,CH=QC=L,即半径r1=L;由qUm=mv,又因为qv1B=m ,得。联立上式可知。
粒子恰好垂直打在CD板上,根据粒子的运动的轨迹,可以求得粒子运动的半径,由半径公式可以求得电压的大小,磁场大小。
考查带电粒子在匀强磁场中的运动,画出粒子的运动轨迹后,由几何关系求轨迹半径和圆心角是关键,要掌握住半径公式、周期公式
M、N两板间电压取最大值Um时,粒子恰垂直打在CD板上,所以圆心在C点,如图所示,设此时粒子运动轨迹半径为r1,CH=QC=L,即半径r1=L,由qUm=mv, 又因为qv1B=m, 得,联立上式可知 。
粒子恰好垂直打在CD板上,根据粒子的运动的轨迹,可以求得粒子运动的半径,由半径公式可以求得电压的大小,磁场大小;
考查带电粒子在匀强磁场中的运动,画出粒子的运动轨迹后,由几何关系求轨迹半径和圆心角是关键,要掌握住半径公式、周期公式
打在QE间的粒子在磁场中运动的时间最长,均为半个周期,由,,得
当粒子的运动的轨迹恰好与CD板相切时,这是粒子能达到的最下边的边缘,在由几何关系可以求得被粒子打中的区域的长度。
考查带电粒子在匀强磁场中的运动,画出粒子的运动轨迹后,由几何关系求轨迹半径和圆心角是关键,要掌握住半径公式、周期公式
s=
设粒子在磁场中运动的轨迹与CD板相切于K点,此轨迹的半径为r2,设圆心为A,在△AKC中:sin 45°= ,解得r2=(-1)L,即=r2=(-1)L,所以CD板上可能被粒子打中的区域的长度s=,即s=r1-r2=(2-)L (或 s=)
当粒子的运动的轨迹恰好与CD板相切时,这是粒子能达到的最下边的边缘,在由几何关系可以求得被粒子打中的区域的长度。
考查带电粒子在匀强磁场中的运动,画出粒子的运动轨迹后,由几何关系求轨迹半径和圆心角是关键,要掌握住半径公式、周期公式。