如图所示,一对平行放置的金属板M、N的中心各有一小孔P、Q,PQ连线垂直金属板;N板右侧的圆形区域A内分布有方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,圆半径为r,且-物理

题目简介

如图所示,一对平行放置的金属板M、N的中心各有一小孔P、Q,PQ连线垂直金属板;N板右侧的圆形区域A内分布有方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,圆半径为r,且-物理

题目详情

如图所示,一对平行放置的金属板M、N的中心各有一小孔P、Q,PQ连线垂直金属板;N板右侧的圆形区域A内分布有方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,圆半径为r,且圆心O在PQ的延长线上,两平行金属板与匝数为n,边长为a的正方形线圈相连,现有垂直于线圈平面均匀增大的磁场,磁感应强度变化率为
△B
△t
=k
,一质量为m、电量为q的带负电粒子(重力不计),初速度为零,从P点进入两板间,求:
(1)两平行板之间的电势差
(2)粒子从Q点射出时的速度
(3)带电粒子通过该圆形磁场的偏转角θ360优课网
题型:问答题难度:中档来源:不详

答案


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解(1)根据法拉第电磁感应定律 E=nclass="stub"△Φ
△t
=nclass="stub"△B
△t
a2=nka2
所以,两板间电压为:U=E=nka2                  
(2)粒子在电场中加速,由动能定理得:qU=class="stub"1
2
mv2

所以,粒子射出两极板时的速度:v=
class="stub"2qU
m
=class="stub"a
m
2qnkm

(3)粒子进入偏转磁场,如图所示,设偏转角为θ,粒子做圆周运动的半径为R,由几何关系有:tanclass="stub"θ
2
=class="stub"r
R
            
由牛顿第二定律:qvB=m
v2
R

化简得:tanclass="stub"θ
2
=class="stub"Br
a
class="stub"q
2mnk

即:θ=2arctanclass="stub"Br
a
class="stub"q
2mnk

答:
(1)两平行板之间的电势差为nka2.
(2)粒子从Q点射出时的速度为class="stub"a
m
2qnkm

(3)带电粒子通过该圆形磁场的偏转角θ为2arctanclass="stub"Br
a
class="stub"q
2mnk

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