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如图所示,带电荷量为+q、质量为m的粒子(不计重力)由静止开始经A、B间电压加速以后,沿中心线射入带电金属板C、D间,CD间电压为U,板间距离为d,中间有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B.
(1)为使加速的粒子进入CD板间做匀速直线运动,求加速电压U.
(2)设沿直线飞越CD间的粒子由小孔M沿半径方向射入一半径为R的绝缘筒,筒内有垂直纸面向里的匀强磁场,粒子飞入筒内与筒壁碰撞后速率、电荷量都不变,为使粒子在筒内能与筒壁碰撞4次后又从M孔飞出,请在图中画出离子的运动轨迹并求出筒内磁感应强度B的可能值.

【答案】分析:(1)当粒子在CD间做匀速直线运动时,知洛伦兹力和电场力平衡,根据平衡求出速度,再根据动能定理求出加速的电压.
(2)根据粒子在筒内能与筒壁碰撞4次后又从M孔飞出作出可能的轨迹图,根据几何关系,求出粒子做圆周运动的半径,根据圆周运动的半径公式求出磁感应强度的大小.
解答:解:(1)加速过程有qU=mv2①?
在CD间做匀速直线运动有:qE=Bqv②?
且E=③?
由①②③式可得:U=
(2)带电粒子在磁场中运动的轨迹如图所示,
由②③可得:v=
粒子在圆形磁场中有Bqv=m
所以B=
如图所示r=Rtanθ?
第一种情况:θ=×,所以r=Rtan
所以B=
第二种情况:θ′=,r′=Rtan
所以B′=
答:(1)加速电压U为.
(2)筒内磁感应强度B的可能值为、.
点评:解决本题的难点确定出粒子在筒内能与筒壁碰撞4次后又从M孔飞出的轨迹图,从而根据几何关系确定半径,再根据半径公式得出磁感应强度.
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(1)为使加速的粒子进入CD板间做匀速直线运动,求加速电压U.
(2)设沿直线飞越CD间的粒子由小孔M沿半径方向射入一半径为R的绝缘筒,筒内有垂直纸面向里的匀强磁场,粒子飞入筒内与筒壁碰撞后速率、电荷量都不变,为使粒子在筒内能与筒壁碰撞4次后又从M孔飞出,请在图中画出离子的运动轨迹并求出筒内磁感应强度B的可能值.

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,静电力常量为k,求:
(1)小球运动到B点时的加速度大小.
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 (1)小球运动到B点时的加速度大小。

(2)B和A两点间的电势差(用Q和L表示)。

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