综合题18.0分
物理

在图甲中,加速电场A、B板水平放置,半径R=0.2m的圆形偏转磁场与加速电场的A板相切于N 点,有一群比荷为的带电粒子从电场中的M点处由静止释放,经过电场加速后,从N点垂直于A板进入圆形偏转磁场,加速电场的电压U随时间t的变化如图乙所示,每个带电粒子通过加速电场的时间极短,可认为加速电压不变。时刻进入电场的粒子恰好水平向左离开磁场,(不计粒子的重力)。

18.求粒子的电性;

19.磁感应强度B的大小;

20.何时释放的粒子在磁场中运动的时间最短?最短时间t是多少(取3)。

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

负电荷

解析

根据左手定则得,粒子带负电。

考查方向

带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律

解题思路

带电粒子先加速,然后在磁场中做匀速圆周运动,根据几何关系确立等式关系。

易错点

带电粒子的轨迹需要规范作图

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

负电荷;0.1T;

解析

时,U=100V

根据动能定理得       

根据牛顿第二定律得   

由几何关系得         

由②③④⑤式解得    

考查方向

带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律

解题思路

带电粒子先加速,然后在磁场中做匀速圆周运动,根据几何关系确立等式关系。

易错点

带电粒子的轨迹需要规范作图

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

速度越大,粒子在磁场中运动的半径越大,时间越短,当(k=0、1、2、3…)时进入电场的粒子在磁场中运动的时间最短 。

根据动能定理得                            

根据牛顿第二定律得   

由几何关系得       

根据周期公式得     

根据时间计算式得     

解得     

考查方向

带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律

解题思路

带电粒子先加速,然后在磁场中做匀速圆周运动,根据几何关系确立等式关系。

易错点

带电粒子的轨迹需要规范作图