【(2014•温州二模)在物理学上,常利用测定带电粒子的受力情况来确定复合场中场强的大小和方向.如图所示,在立方体区域内存在待测定的匀强电场和匀强磁场,在其左侧分别是加速电】
提问时间:2020-12-30 06:59:451人问答
问题描述:
(2014•温州二模)在物理学上,常利用测定带电粒子的受力情况来确定复合场中场强的大小和方向.如图 所示,在立方体区域内存在待测定的匀强电场和匀强磁场,在其左侧分别是加速电场和速度选择器,用于获取特定速度的带电粒子.装置中,灯丝A接入电源后发出电子,P为中央带小圆孔的竖直金属板,在灯丝A和金属板P之间接入电源甲,使电子加速;在间距为d的水平正对金属板C、D间接入电源乙,在板间形成匀强电场.C、D间同时存在垂直纸面向外、大小为 B0的匀强磁场(左右宽度与两板相同).现将电源甲、乙的输出电压分别调到U1、U2,使电子沿直线运动进入待测区域,如图中虚线所示.电子质量为m、电量为e,重力不计,从灯丝出来的电子初速不计,整个装置置于真空室内.
(1)用笔画线代替导线将电源甲、乙接人装置,以满足题中要求;
(2)求电子从P板出来的速度v0及U1、U2.满足的关系式;
(3)调节U1、U2使电子以不同的速度大小沿+X轴进入待测区域,测得电子刚连入时受力大小均为F,由此,你能推测出待测区域中电场或磁场的什么信息?
(4)保持电子进入待测区域的速度大小仍为V0,转动待测区域(转动中电场、磁场相对坐标轴的方向不变),使电子沿Y轴或Z轴方向射入.测得电子刚射入时受力大小如下表所示,根据表中信息又能推测出待测区域中电场或磁场的什么信息?
2
入射速度方向 |
+Y |
-Y |
+Z |
-Z |
电子受力大小 |
||||
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刘瑛回答:
(1)直线加速过程,电场力向右,电子带负电,故A端接电源的负极; 速度选择器中过程电场力和洛伦兹力平衡,根据左手定则,电子受洛伦兹力向下,故电场力向上,故下极板带正电; 电路图如图所示: (2)对直线加速过程,根据动能定理,有: eU1=12mv20
刘瑛
2020-12-30 07:04:07
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