Question

【題目】如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m=2.0×10-11kg，電荷量為q=1.0×10-5C的帶正電粒子P（重力忽略不計(jì)），從靜止開始經(jīng)U1=100V電壓加速后，水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓為U2．金屬板長(zhǎng)L=20cm，兩板間距d=20cm，上極板帶正電，下極板帶負(fù)電．粒子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后進(jìn)入右側(cè)垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，位于磁場(chǎng)左側(cè)的理想邊界緊鄰偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，磁場(chǎng)中其余區(qū)域沒有邊界．磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．求：

（1）微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度大小？

（2）若粒子一定會(huì)由偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)中，偏轉(zhuǎn)電壓U2滿足什么條件？

（3）當(dāng)U2=120V時(shí)，若粒子離開磁場(chǎng)后不會(huì)第二次進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)滿足什么條件？

Answer 1

【答案】（1）（2）

【解析】（1）微粒在加速電場(chǎng)中由動(dòng)能定理，

解得

（3）若，

，

設(shè)粒子以v進(jìn)入磁場(chǎng)，且速度與水平方向成θ角，則，在磁場(chǎng)中

如圖，若粒子回到磁場(chǎng)邊界時(shí)經(jīng)過的點(diǎn)在上板右邊緣上方，則不會(huì)第二次進(jìn)入電場(chǎng)，即

解得