11(2009北京海淀区) 如图所示,水平放置的两块带电金属板a、b平行正对.极板长度为l,板间距也为l,板间存在着方向竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里磁感强度为B的匀强磁场.假设电场、磁场

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/19 10:48:18
11(2009北京海淀区) 如图所示,水平放置的两块带电金属板a、b平行正对.极板长度为l,板间距也为l,板间存在着方向竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里磁感强度为B的匀强磁场.假设电场、磁场
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11(2009北京海淀区) 如图所示,水平放置的两块带电金属板a、b平行正对.极板长度为l,板间距也为l,板间存在着方向竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里磁感强度为B的匀强磁场.假设电场、磁场
11(2009北京海淀区) 如图所示,水平放置的两块带电金属板a、b平行正对.极板长度为l,板间距也为l,板间存在着方向竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里磁感强度为B的匀强磁场.假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域.一质量为m的带电荷量为q的粒子(不计重力及空气阻力),以水平速度v0从两极板的左端中间射入场区,恰好做匀速直线运动.求:
(1)金属板a、b间电压U的大小_____
(2)若仅将匀强磁场的磁感应强度变为原来的2倍,粒子将击中上极板,求粒子运动到达上极板时的动能大小
(3)若撤去电场,粒子能飞出场区,求m、v0、q、B、l满足的关系_______
(4)若满足(3)中条件,粒子在场区运动的最长时间_____

11(2009北京海淀区) 如图所示,水平放置的两块带电金属板a、b平行正对.极板长度为l,板间距也为l,板间存在着方向竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里磁感强度为B的匀强磁场.假设电场、磁场
第一问:由于受力平衡,Eq=qvB
而 E=U/l
所以U=vBl
第二问:由于洛伦兹力不做功,由动能定理可知:
E(末)=0.5mv*v+Eq*0.5l=0.5mv*v+0.5qvBl
第三问:设粒子运动轨道半径为R,由几何关系可知,
R*R=(R-0.5l)*(R-0.5l)+l*l (其实就是勾股定理)
解得R=1.25l
由于洛伦兹力提供向心力,
qvB=5qBl
第四问:T=(2πm/(qB))
所以t=T*(arcsin0.8)/2π=(m*arcsin0.8)/(qB)
(这里面的l有点像1)

列方程式:电场力=磁场力

(1)粒子做匀速运动,所以F电=F洛
所以Uq/L=BV0q,解得U=BLV0
(2)假如例子带正电(带负电情况一样),磁感应强度变为原来的2倍,所以F电<F洛,洛伦兹力不做工,电场力做负功,根据动能定理得 -1/2Uq=Ek末-1/2mvV0方
U上一问已经得出,可以解得Ek末=1/2mvV0方-1/2BLV0q
(3)粒子能飞出场区,有两种情况,一种是从左上角...

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(1)粒子做匀速运动,所以F电=F洛
所以Uq/L=BV0q,解得U=BLV0
(2)假如例子带正电(带负电情况一样),磁感应强度变为原来的2倍,所以F电<F洛,洛伦兹力不做工,电场力做负功,根据动能定理得 -1/2Uq=Ek末-1/2mvV0方
U上一问已经得出,可以解得Ek末=1/2mvV0方-1/2BLV0q
(3)粒子能飞出场区,有两种情况,一种是从左上角飞出,一种是从右上角飞出
从左上角飞出时r=L/4,根据r=vm/bq得V0≤BqL/4m
从右上角飞出时r=5L/4,根据r=vm/bq得V0≥5LBq/4m
(4)粒子在场区运动的偏转角越大,则时间越长,偏转角最大是π,
T=2mπ/Bq,所以t=mπ/Bq
你看明白了吗?愿能对你有帮助!

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额...具体的公式我不记得了,也懒得查了,解题思路告诉你,你自己套公式就是了
1)电压的板间通过电子会受到力发生偏转,这个力F1的大小可算,这里出现含U的代数式,第二,电子通过磁场会发生偏转,力F2同样公式可求可求,这里要注意,通过的是电子,电流的反向,F1与F2大小相等,方向相反,板间电压U求解
2)这里不要去算末速度,直接用能量来做,初始动能已知,磁场力做正功,电场力负功,距离...

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额...具体的公式我不记得了,也懒得查了,解题思路告诉你,你自己套公式就是了
1)电压的板间通过电子会受到力发生偏转,这个力F1的大小可算,这里出现含U的代数式,第二,电子通过磁场会发生偏转,力F2同样公式可求可求,这里要注意,通过的是电子,电流的反向,F1与F2大小相等,方向相反,板间电压U求解
2)这里不要去算末速度,直接用能量来做,初始动能已知,磁场力做正功,电场力负功,距离l/2,求出功后直接加初始动能求解
3)除去电场只有磁场力,电子射入就开始发生偏转,最大偏转就是在板边脱离磁场,这里求最小的磁场力,电子在磁场中间不经过l距离,转半圈速度从原方向变为相反,从左面出磁场,这里求最大磁场力,这个问题的难点就在这里,上下两个界限,少一个就错了,电子出板左右两边都可以的
4)最长时间应该是从右侧贴下板边射出,这个用解析几何求弧长然后除v0可以做
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此题并不难,分析清楚即可,我毕业时间太久了,公式都不记得了,只能帮你分析,思路应该明确了,你自己带入公式算下吧
此题要注意的是,第一,电子带负电,运动轨迹是电流反向,第二电子出板,左右两边都可以
剩下的就是常见的场中偏转问题的组合

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如图(稍等,图片需要审核,暂时还看不到)

列式子
(1)qU/L=qv0B
(2)E=0.5mV0*V0+qEL=0.5mV0*V0+qL*V0B
(3)轨迹是圆弧,算出圆弧半径,半弦长是L,得最小半径R,洛伦兹力提供向心力qV0B=mV0*V0/r,这个r要大于上面求的R,既是所求关系式
(4)粒子迅速圆周运动,弧长最长的就是,易知最短时间肯定是直线过去,最长用当是刚好擦边过去,即半径最小情况...

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列式子
(1)qU/L=qv0B
(2)E=0.5mV0*V0+qEL=0.5mV0*V0+qL*V0B
(3)轨迹是圆弧,算出圆弧半径,半弦长是L,得最小半径R,洛伦兹力提供向心力qV0B=mV0*V0/r,这个r要大于上面求的R,既是所求关系式
(4)粒子迅速圆周运动,弧长最长的就是,易知最短时间肯定是直线过去,最长用当是刚好擦边过去,即半径最小情况

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第一步,应该判断粒子是正电荷负电荷,发现政正负电荷都可以,
第二步,选正电荷为例,负也一样,对它受力分析,收到向上的洛伦茨力和向下的电场力,二力平衡即能算出电压,两板间电压U=Ed,可算出电场强度,
第二小题,增大磁场击中上板,根据受力必为正电荷,把电荷进入两板间后的合力算出,即洛伦茨力-电场力,相当于一个平抛运动,把图倒过来看就容易理解多了,总动能也就是在原来的基础上加上竖直方向...

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第一步,应该判断粒子是正电荷负电荷,发现政正负电荷都可以,
第二步,选正电荷为例,负也一样,对它受力分析,收到向上的洛伦茨力和向下的电场力,二力平衡即能算出电压,两板间电压U=Ed,可算出电场强度,
第二小题,增大磁场击中上板,根据受力必为正电荷,把电荷进入两板间后的合力算出,即洛伦茨力-电场力,相当于一个平抛运动,把图倒过来看就容易理解多了,总动能也就是在原来的基础上加上竖直方向上增加的动能
第三小题:若撤去电场,则只受到向上的洛伦茨力,一个平抛运动而已,算出竖直位移需要的时间,再看水平位移正好是L,求出关系式
第四小题,第三小题能做了第四小题肯定能做

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(1)粒子做匀速直线运动,所以粒子(根据电场方向、磁场方向,用左手定则可判断离子带正负电荷都可以)受到合外力为零。F电场力=F洛伦兹力
即:q*U/l=q*V0*B,解得U=B*l*V0
(2)将匀强磁场的磁感应强度变为原来的2倍,粒子将击中上极板,可知粒子带正电, 磁感应强度变为原来的2倍,洛伦兹力变为原来的2倍,粒子受合外力向上,且合力为变力(大小和方向都变)。由于洛伦兹力不做...

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(1)粒子做匀速直线运动,所以粒子(根据电场方向、磁场方向,用左手定则可判断离子带正负电荷都可以)受到合外力为零。F电场力=F洛伦兹力
即:q*U/l=q*V0*B,解得U=B*l*V0
(2)将匀强磁场的磁感应强度变为原来的2倍,粒子将击中上极板,可知粒子带正电, 磁感应强度变为原来的2倍,洛伦兹力变为原来的2倍,粒子受合外力向上,且合力为变力(大小和方向都变)。由于洛伦兹力不做功,只有电场力做功,且电场力做功与路径无关,只与初末两点间电势差有关。
粒子运动到达上极板时的动能大小为Ek,
根据动能定理有:得 Ek -(1/2)m*V0*V0 = -(1/2)*q*U
将U=B*L*V0 代入上式,得:Ek =(v0/2)*(m * V0 - q*B*l)
(3)撤去电场,粒子只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动。粒子能飞出场区,有两种情况,一种是从左上角飞出【匀速圆周运动半径r较小】,一种是从右上角飞出【匀速圆周运动半径r较大】。
从左上角飞出时,匀速圆周运动半径r的临界值为 r1=l/4,粒子能飞出场区,则r≤r1,即 r=m*v0/qB ≤ l/4= r1,得 V0 ≤ BqL/4m
从右上角飞出时,匀速圆周运动半径r的临界值为 r2=5*l/4,粒子能飞出场区,则r≥r2,即r=m*v0/qB ≥5 * l/4,得V0≥5LBq/4m
(4)粒子在场区匀速圆周运动的圆弧所对应的圆心角越大,则在场区运动的时间越长,所以,当 r=m*v0/qB=l/4 时,粒子在场区运动的时间最长,为半个周期。由 T=2mπ/Bq,所以粒子在场区运动的最长时间t=1/2 * 2mπ/Bq=mπ/Bq

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