Question

如图所示，中心带孔的平行板电容器水平放置，板长L=0.4m，板间距离为d=0.6m，两板间电压U=6V，使板间产生

如图所示，中心带孔的平行板电容器水平放置，板长L=0.4m，板间距离为d=0.6m，两板间电压U=6V，使板间产生匀强电场（电场只存在于两板间）．一带电微粒在正对小孔上方距小孔h=0.8m高处由静止释放，经t=0.55s从下极板小孔处穿出．（不计空气阻力，g=10m/s 2 ）求：（1）微粒进入上极板小孔时的速度及在两极板间运动的时间；（2）若在两极板间再加一垂直纸面的匀强磁场，其他条件不变，微粒仍从原来位置由静止释放，为使微粒从两极板右侧偏出，求所加磁场的磁感应强度的方向及大小应满足的条件．

Answer 1

（1）微粒进入电场前做自由落体运动．设进入电场前速度为v，所用时间为t 1 ，则 h= 1 2 g t 21 v=gt 1 设微粒在两极板间运动时间为△t，则△t=t-t 1 代入数值后可得： v=4m/s△t=0.15s （2）未加磁场前，根据微粒在电场中运动时间，可判定在进入电场后做匀速运动． Eq=mg 式中 E= U d 加磁场B后，微粒做匀速圆周运动，若微粒恰好从上极板右边缘偏出，则微粒做圆周运动的半径为R 1 ，则 R 1 = L 4 若微粒恰好从下极板右边缘偏出，半径为R 2 ，则利用几何关系得 R 22 = d 2 +( R 2 - L 2 ) 2 利用 qvB=m v 2 R 代入数值后可解得： 4T≤B≤40T 根据未加磁场前微粒做匀速运动可判断微粒带负电，再利用左手定则可判断磁感应强度方向垂直纸面向外． 答：（1）微粒进入上极板小孔时的速度为4m/s，在两极板间运动的时间为0.15s． （2）磁场的磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小范围为4T≤B≤40T．