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        1. (2011?南京模擬)如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m=2.0×10-11Kg電荷q=1.0×10-5C的帶正電微粒,重力可忽略不計(jì),從靜止開始經(jīng)電壓U1=100V的電場(chǎng)加速后,水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓U2=100V,金屬板長(zhǎng)L=20cm,兩板間距d=10
          3
          cm(可認(rèn)為兩板間電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng),并忽略邊緣效應(yīng))求:
          (1)微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度v0大;
          (2)微粒射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角θ;
          (3)若該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為D=10cm的有界磁場(chǎng),為使微粒垂直于磁場(chǎng)右邊界射出,該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B是多大?
          分析:(1)粒子在加速電場(chǎng)中,電場(chǎng)力做功,由動(dòng)能定理求出速度v0
          (2)粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后,做類平拋運(yùn)動(dòng),運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解求出偏轉(zhuǎn)角.
          (3)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后,做勻速圓周運(yùn)動(dòng),結(jié)合條件,畫出軌跡,由幾何知識(shí)求半徑,再求B.
          解答:解:(1)微粒在加速電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),由動(dòng)能定理得:
           qU1=
          1
          2
          mv02 
          解得:v0=1×104m/s
          (2)微粒在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),有:
          a=
          qU2
          md

          vy=at=a
          L
          v0

          飛出電場(chǎng)時(shí),速度偏轉(zhuǎn)角的正切為:
          tanθ=
          vy
          v0
          =
          U2L
          2U1d
          =
          3
          3

          解得:θ=30°
          (3)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)微粒的速度是:v=
          v0
          cosθ
          …①
          由幾何關(guān)系有:D=rsinθ…②
          洛倫茲力提供向心力:Bqv=m
          v2
          r
          …③
          由①②③聯(lián)立得:B=
          mv0sinθ
          qDcosθ

          代入數(shù)據(jù)解得:B=
          3
          15
          T

          答:(1)微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度v0大小1×104m/s;
          (2)微粒射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角為30°;
          (3)為使微粒不會(huì)從磁場(chǎng)右邊射出,該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為
          3
          15
          T
          點(diǎn)評(píng):本題是帶電粒子在組合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題,關(guān)鍵是分析粒子的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況,用力學(xué)的方法處理.
          練習(xí)冊(cè)系列答案
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          (2)若運(yùn)動(dòng)員采用擦刷冰面的方式使冰壺剛好運(yùn)動(dòng)到圓壘圓心O點(diǎn)處,那么冰壺運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間是多少?

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          R
          2
          處,則它受到的摩擦力大小為( 。

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          同步練習(xí)冊(cè)答案