如圖所示,一帶電微粒質量為m=2.0×10-11kg、電荷量q=+1.0×10-5C,從靜止開始經電壓為U1=...
問題詳情:
如圖所示,一帶電微粒質量為m=2.0×10-11 kg、電荷量q=+1.0×10-5 C,從靜止開始經電壓為U1=100 V的電場加速後,水平進入兩平行金屬板間的偏轉電場中,微粒*出電場時的偏轉角θ=60°,並接著沿半徑方向進入一個垂直紙面向外的圓形勻強磁場區域,微粒*出磁場時的偏轉角也為θ=60°.已知偏轉電場中金屬板長L=R,圓形勻強磁場的半徑為R=10 cm,重力忽略不計.求:[來源:]
(1)帶電微粒經加速電場後的速率;
(2)兩金屬板間偏轉電場的電場強度E;
(3)勻強磁場的磁感應強度的大小.
【回答】
【*】(1)1.0×104 m/s (2)2×103 V/m (3)0.13 T
【解析】(1)設帶電微粒經加速電場加速後速度為v1,根據動能定理得
qU1=mv,
解得v1= =1.0×104 m/s.
(2)帶電微粒在偏轉電場中只受電場力作用,做類平拋運動.
水平方向上有:v1=
豎直方向上有v2=at,a=
由幾何關係tan θ=
聯立解得:E=2×103 V/m.
(3)設微粒進入磁場時的速度大小為v,則
v==2.0×104 m/s,
由運動的對稱*可知,入*速度的延長線過磁場區域的圓心,則出*速度的反向延長線也過磁場區域的圓心,微粒在磁場中的運動軌跡示意圖如圖所示,
則軌跡半徑為r=Rtan 60°=0.3 m
qvB=m
得B==0.13 T.
知識點:質譜儀與迴旋加速器
題型:計算題
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