解析:设电场区域的宽度为d,带电离子在电场中做类平抛运动。
离子在电场中的加速度为a=
沿电场方向的分速度为vy=at=
因为偏角为θ,故有tan θ==,
解得d=
离子在磁场中做匀速圆周运动,圆半径为
由右图可得sin θ=
由以上各式简化得B=。
答案:
题后反思:本类问题考查学生对双基掌握的情况,电场和磁场是电学中的重点内容,带电粒子在场中的运动又是该部分的重头戏,从本质上区分两种偏转有利于学生提升能力。
例2 点拨:液滴所受重力和电场力平衡,洛伦兹力提供液滴做匀速圆周运动的向心力。
解析:(1)由于是带电液滴,它必然受重力,又处于电磁场中,还应受到电场力及洛伦兹力共三个力的作用。
(2)因液滴做匀速圆周运动,故必须满足重力与电场力平衡,所以液滴应带负电,电荷量由mg=Eq求得:q=mg/E。
(3)尽管液滴受三个力,但合力为洛伦兹力,所以仍可用半径公式R=,把电荷量代入可得:R==。
答案:(1)三个 (2),负电 (3)
题后反思:(1)电子、质子、α粒子等一般不计重力,带电小球、尘埃、液滴等带电颗粒一般要考虑重力的作用。
(2)注意重力和电场力做功与路径无关,洛伦兹力始终和运动方向垂直、永不做功的特点。
例3 点拨:先分析正离子在交变磁场中的运动性质,明确物理过程,然后判断出要使正离子垂直于N板射出磁场,必须让正离子从O孔垂直于M板射入磁场,且在磁场中运动的时间正好是磁场变化周期的整数倍。