(2013•西安一模)如图所示的平行板电容器中,存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度B1=0.40T,方向

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  • 解题思路:(1)由平衡条件与动能定理求出离子的速度与加速电场电压.(2)根据题意求出离子轨道半径,应用牛顿第二定律求出磁感应强度大小.(3)求出离子轨道半径,然后求出磁感应强度大小.

    (1)粒子在输电选择器中运动时,

    qE=qvB,解得:v=5×103m/s,

    在加速度电场中,由动能定理得:

    qU=[1/2]mv2-0,解得:U=6.25×103V;

    (2)当离子从B1飞出时与OA垂直,与x轴正方向夹角为45°,

    则离子轨道半径:R=0.5m,

    由牛顿第二定律得:qvB2=m

    v2

    R,

    解得:B2=0.05T,

    要使离子速度方向与B2夹角为90度,则离子在B2中要运动[1/4]周,

    则2R′=0.5m,R′=0.25m,

    由牛顿第二定律得:qvB2′=m

    v2

    R′,

    解得:B2′=0.1T,

    则磁感应强度范围:0.05T<B2<0.1T;

    (3)由几何知识可知,R+

    2R=0.5m,

    B2=0.05(1+

    2),

    解得:B2=0.12T,

    则磁感应强度需要满足的条件:B2>0.12T;

    答:(1)离子离开加速电场时速度为5×103m/s,加速电场电压为6.25×103V;

    (2)磁感应强度大小B2应满足的条件是:0.05T<B2<0.1T;

    (3)若使离子都不能打到x轴上,磁感应强度大小B2应满足的条件为B2>0.12T.

    点评:

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

    考点点评: 本题考查了离子在磁场中的运动,分析清楚离子运动过程、应用动能定理、应用牛顿第二定律即可正确解题,解题时注意数学知识的应用.

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