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,电荷量均为+q、质量
f不同的离子飘入电压为U0的加速电场,其初速度几乎为零。这些离子经加速后通过狭缝O沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场,最后打在底片上。已知放置底片的区域MN=L,且OM=L。某次测量发现MN中左侧23区域MQ损坏,检测不到离子,但右侧13区域QN仍能正常检测到离子。在适当调节加速电压后,原本打在MQ的离子即可在QN检测到。
图11
1求原本打在MN中点P的离子质量m;
2为使原本打在P的离子能打在QN区域,求加速电压U的调节范围。
解析:1离子在电场中加速,qU0=12mv2
在磁场中做匀速圆周运动,qvB=mvr20
解得r0=1B
2mU0q
代入r0=34L,解得m=93q2BU2L02。2由1知,U=169UL02r2,
离子打在Q点时,r=56L,得U=10801U0
离子打在N点时,r=L,得U=169U0
则电压的范围10801U0≤U≤169U0。
9qB2L2答案:132U0
210801U0≤U≤169U0
12如图12所示,一个质量为m、带电量为+q的小球,以初速度v0自h高度处水平抛出。不计空气阻力,重力加速度为g。
图121若在空间竖直方向加一个匀强电场,发现小球水平抛出后做匀速直线运动,求该匀强电场的场强E的大小;2若在空间再加一个垂直纸面向外的匀强磁场,小球水平抛出后恰沿圆弧轨迹运动,
f落地点P到抛出点的距离为3h,求该磁场磁感应强度B的大小。
解析:1小球做匀速直线运动,说明重力和电场力平衡,根据平衡条件,有mg=qE
解得:E=mqg。
2再加匀强磁场后,小球做圆周运动,洛伦兹力充当向心力,设轨道半径为R,根据
几何关系得P点到抛出点的水平距离x=2hR2=R-h2+x2
解得:R=32h,

qv0B=mvR0
2
,得
B=23mqvh0。
答案:1E=mqg2B=23mqvh0
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