Question

如圖所示，一個質量m =2.0×10^-11kg、電荷量q = 1.0×10^-5C、重力忽略不計的帶電微粒，從靜止開始經(jīng)電壓U₁=100V的電場加速后，水平進入兩平行金屬板間的偏轉電場，偏轉電場的電壓U₂=100V．已測得偏轉電場的極板長L=20cm，兩板間距d =cm．

（1）微粒進入偏轉電場時的速率是多少？

（2）微粒射出偏轉電場時的偏轉角θ是多大？

（3）若偏轉電場右側的勻強磁場的磁感應強度B＝3.14T，則微粒在磁場中運動的時間是多少？

Answer 1

(1) v₀=1.0×10⁴m/s     (2) θ=30^o    （3）

解析:

（1）微粒在加速電場中應用動能定理得

                                                        

代入數(shù)據(jù)解得v₀=1.0×10⁴m/s                                 　        

（2）微粒在偏轉電場中做類平拋運動，則有

                                                            

                                                      

飛出電場時，速度偏轉角的正切為

       解得  θ=30^o                                 

（3）微粒進入磁場后在洛侖茲力作用下做勻速圓周運動，如圖所示，由向心力公式有

                             

又因為                          

解得                    

由圖示幾何關系知=120°，所以微粒在磁場中運動的時間為