(2013•吉林模拟)如图所示,P、Q是相距为d的水平放置的两平行金属板,P、Q间有垂直于纸面向里、磁感应强度为B1的匀

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  • 解题思路:(1)带点粒子在磁场中发生偏转,PQ上将带上电荷,两板间有电压U,则极板MN间的电压也为U,若在荧光屏Y上只有一个亮点,则负电荷不能通过N板小孔,电场力做的功要大于等于粒子的初动能,即可求出初速度;

    (2)结合动能定理及圆周运动向心力公式(洛伦兹力提供)即可求解.

    (1)由于带电粒子偏转,PQ上将带上电荷,两板间有电压U,则极板MN间的电压也为U,当带电粒子在PQ间匀速运动时,有

    qv0B1=

    U

    dq

    若在荧光屏Y上只有一个亮点,则负电荷不能通过N板小孔,则

    qU≥

    1

    2mv02

    解得:v0≤

    2B1qd

    m

    (2)荧光屏上有两个亮点,则v0>

    2B1qd

    m,在此条件下有 qv B1=

    U′

    dq

    设正电荷进入B2时的速度为v1有qU=

    1

    2mv12−

    1

    2mv2

    做圆周运动的半径为R1有B2qv1=

    mv12

    R1

    设负电荷进入B2时的速度为v2有−qU′=

    1

    2mv22−

    1

    2mv2

    做圆周运动的半径为R2有B2qv2=

    mv22

    R2

    所以正负两种电荷形成的亮点到荧光屏上小孔的距离之比为

    d1

    d2=

    2R1

    2R2=

    mv+2B1qd

    mv−2B1qd

    答:(1)若在荧光屏Y上只有一个亮点,则粒子的初速度v0必须满足v0≤

    2B1qd

    m;

    (2)正、负两种粒子形成的亮点到荧光屏上小孔的距离之比为

    mv+2B1qd

    mv−2B1qd.

    点评:

    本题考点: 带电粒子在混合场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动;带电粒子在匀强磁场中的运动.

    考点点评: 本题主要考查了带电粒子在混合场中运动的问题,要求同学们能正确分析粒子的受力情况,结合动能定理及圆周运动向心力公式求解.难度较大.

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