- 高二物理磁場套卷
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相關例題:
題目:
在坐標原點O處有一個粒子源,可以向x軸的正方向發射出大量的帶正電粒子,粒子的質量為m,電荷量為+q,初速度為零。在x軸上放置一個垂直于x軸的足夠大的平行板電容器的兩極板,兩極板間的距離為d,板間電勢差為U。在某時刻開始計時,在每個粒子通過電場區域的過程中,電場力對粒子做功的平均功率為P。已知重力加速度為g,不計粒子間的相互作用力。
求:
(1)每個粒子通過電場區域的時間;
(2)在極板間運動的粒子的最大動能;
(3)若在極板間加上一個垂直于紙面向外的勻強磁場,粒子通過磁場區域后恰好從坐標原點O的右側射出,求磁感應強度B的大小。
解答:
(1)每個粒子通過電場區域的時間為t = d/v,其中v = qU/md。
(2)當粒子在電場中加速到最大速度時,其動能最大。根據動能定理可得:qU = (1/2)mv2,其中m為粒子的質量。因此,粒子的最大動能為Ekm = (qU)2/(2md)。
(3)粒子在磁場中做勻速圓周運動,根據洛倫茲力提供向心力可得:qvB = mv2/r,其中r為粒子在磁場中的軌道半徑。由于粒子恰好從原點右側射出,因此有:r + d = x = vt。將上述三個式子聯立可得B = (qU/2d)√(2g/d)。
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