两块平行金属板MN、PQ水平放置,两板间距为d、板长为,在紧靠平行板右侧的等边三角形区域内存在着垂直纸面的匀强磁场,三角形底边BC与PQ在同一水平线上,顶点A与MN在同一水平线上,如图所示。一个质量为m、电荷量为+q的粒子沿两板中心线以初速度v0水平射入,若在两板间加某一恒定电压,粒子离开电场后垂直AB边从D点进入磁场,BD=
,并垂直AC边射出(不计粒子的重力)。
求:(1)两极板间电压;
(2)三角形区域内磁场的磁感应强度的大小和方向;
(3)若两板间不加电压,三角形区域内的磁场方向垂直纸面向外。要使粒子进入磁场区域后能从AB边射出,试求所加磁场的磁感应强度最小值。
如图所示,半径为R的圆形区域内、外有方向相反的与圆平面垂直的匀强磁场,圆形区域外的匀强磁场范围足够大,磁感应强度大小均为B.一质量为m、电量为q的带正电粒子从圆弧上P点正对圆心O以速度v进入圆形区域内的磁场,经过时间从Q点进入圆形区域外的磁场,不计粒子重力.求:
(1)粒子在圆形区域内的磁场中做匀速圆周运动的半径r;
(2)粒子从P点开始经Q点回到P点的最短时间t2;
(3)若粒子从P点以速度正对圆心O进入圆形区域内的磁场,则粒子是否能在圆形区域内、外磁场中做周期性运动,如果不能,请说明理由;如果能,试求出这个周期.
如图所示,质量为m、半径为R的光滑半圆形轨道A静置于光滑水平面上,质量为的物块B(可视为质点)从轨道右端从静止开始释放,求物块B滑至轨道最低处时:
(1)A、B的速度大小vA、vB;(2)B对轨道压力大小.
如图所示,水平放置的平行金属板间有竖直方向的匀强电场,金属板长度和板间距离均为L,金属板左侧有电压为U0的加速电场,一电量为q的带正电粒子从静止开始经加速电场加速后,从金属板中央水平进入匀强电场,恰好通过金属板右侧边缘,不计粒子重力,求:
(1)金属板间电压U;(2)带电粒子通过金属板右侧边缘时的动能.
(12分)如图所示,一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量q=+1.0×10-5C,从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,微粒射出电场时的偏转角θ=30º,并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长L=20cm,两板间距d=17.3cm,重力忽略不计。
求:⑴带电微粒进入偏转电场时的速率v1;
⑵偏转电场中两金属板间的电压U2;
⑶为使带电微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?
(8分)如图所示,某区域有正交的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面向里.场强E=10N/C.磁感应强度B=1T.现有一个质量m=2×10-6kg,带电量q=+2×10-6C的液滴以某一速度进入该区域恰能作匀速直线运动,求这个速度的大小和方向.(g取10m/s2)