Question

20．相距為d的兩平行金屬板間電壓為U，一個(gè)帶電量為q的正電荷以速度v垂直電場(chǎng)線方向入射，不計(jì)重力，要使該電荷在兩平行板間做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可在垂直紙面方向加一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，求該磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向．

Answer 1

分析 粒子進(jìn)入正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡，列式即可求解磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，再依據(jù)左手定則，及正電荷的電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，即可判定磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向．

解答 解：在正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡，則有：
qvB=qE，
而E=$\frac{U}vgx1g33$
則得，B=$\frac{E}{v}$=$\frac{U}{dv}$
根據(jù)正電荷受到電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，結(jié)合平衡條件，則有洛倫茲力方向豎直向上，
再根據(jù)左手定則，則有磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，
答：磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小$\frac{U}{dv}$，方向垂直紙面向外．

點(diǎn)評(píng) 本題考查速度選擇器的原理，掌握平衡條件是關(guān)鍵，電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡是速度選擇器的基本工作原理，同時(shí)掌握左手定則的內(nèi)容，注意與右手定則的區(qū)別，及不計(jì)重力也是解題的關(guān)鍵．