Question

【題目】如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m = 2.0×10-11kg、電荷量q=+1.0×10-5C的帶電微粒（重力忽略不計(jì)），從靜止開(kāi)始經(jīng)U1電壓加速后，以=1.0×104m/s水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，其板長(zhǎng)L = 20cm,兩板間距d=cm，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度偏離原來(lái)方向的角度=30°, 磁場(chǎng)寬度D=cm，則

A.加速電場(chǎng)U1 = 100V

B.兩金屬板間的電壓U2為200V

C.為使微粒不從磁場(chǎng)右邊射出，該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B至少為0.2T

D.若勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度合適，帶電微�？梢曰氐匠霭l(fā)點(diǎn)

Answer 1

【答案】AC

【解析】

A.帶電微粒在加速電場(chǎng)加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理得：

qU1=mv2

代入數(shù)據(jù)得：U1 = 100V，故A正確。

B.帶電微粒在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用，做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)。在水平方向微粒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，水平方向有：

L=vt

帶電微粒在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為a，出電場(chǎng)時(shí)豎直方向速度為v2；豎直方向：

vy=at

得：

由速度分解關(guān)系得：

聯(lián)立以上兩式解得：U2=100V，故B錯(cuò)誤。

C.帶電微粒進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，設(shè)微粒軌跡恰好與磁場(chǎng)右邊相切時(shí)半徑為R，如圖所示：

由幾何關(guān)系知：

R+Rsin30°=D

設(shè)微粒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v′，則有：

由洛倫茲力提供向心力得：

代入數(shù)據(jù)解得：B=0.2T，所以帶電粒子不射出磁場(chǎng)右邊，磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少為0.2T，故C正確。

D.帶電微粒從磁場(chǎng)左邊界射出時(shí)與磁場(chǎng)邊界成斜向下，進(jìn)入電場(chǎng)后，在豎直方向被加速，水平方向勻速，不可能達(dá)到出發(fā)點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。