問題詳情:
(2013山西省長治期末)如圖a,間距爲d的平行金屬板MN與一對光滑的平行導軌相連,平行導軌間距L=,一根導體棒ab以一定的初速度向右勻速運動,棒的右端存在一個垂直紙面向裏,磁感應強度大小爲B的勻強磁場。棒進入磁場的同時,粒子源P釋放一個初速度爲零的帶電粒子,已知帶電粒子質量爲m,電荷量爲q,粒子能從N板加速到M板,並從M板上的一個小孔穿出。在板的上方,有一個環形區域內存在磁感應強度大小也爲B,垂直紙面向外的勻強磁場。已知外圓半徑爲2d,內圓半徑爲d,兩圓的圓心與小孔重合(粒子重力不計)。
(1)判斷帶電粒子的正負,並求當ab棒的速度爲vo時,粒子到達M板的速度v;
(2)若要求粒子不能從外圓邊界飛出,則ab棒運動速度v0的取值範圍是多少?
(3)若棒ab的速度,爲使粒子不從外圓飛出,可通過控制導軌區域磁場的寬度S(如圖b),則該磁場寬度S應控制在多少範圍內?
【回答】
解:(1)根據右手定則知,a端爲正極,故帶電粒子必須帶負電 (2分)
ab棒切割磁感線,產生的電動勢 (1分)
對於粒子,由動能定理 (2分)
得粒子*出電容器的速度爲 (1分)
知識點:專題六 電場和磁場
題型:綜合題