某探究小組設(shè)計了一個質(zhì)譜儀，其原理如圖所示.一束電量均為，質(zhì)量不同的帶負(fù)電的粒子，經(jīng)過電場加速后進(jìn)入一速度選擇器，從點(diǎn)進(jìn)入一等腰直角三角形的有界磁場中，又從斜邊射出.速度選擇器中垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，豎直向下的勻強(qiáng)電場強(qiáng)度為，有界磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，直角邊長為，為斜邊的中點(diǎn)，兩點(diǎn)相距為.求：

（1）帶電粒子進(jìn)入有界磁場的速度大小.
（2）帶電粒子質(zhì)量應(yīng)滿足的條件.
（3）打在斜邊上Q點(diǎn)的帶電粒子在磁場中運(yùn)動的時間.
（1） （2）   （3）

試題分析：（1）設(shè)速度為，在速度選擇器中，有：   ①　�。�3分）
帶電粒子進(jìn)入有界磁場的速度為　　�、冢�2分）
（2）設(shè)帶電粒子質(zhì)量為，在有界磁場中做圓周運(yùn)動半徑為，
根據(jù)牛頓第二定律有；　　�、邸。�3分）
要使帶電粒子從斜邊射出，必有　④�。�2分）
由②③④得：   �、荨　　� （2分）
（3）根據(jù)幾何關(guān)系可得，帶電粒子在磁場中運(yùn)動的半徑為 ⑥　�。�2分）
帶電粒子在磁場中運(yùn)動的周期：     ⑦　�。�2分）
帶電粒子在磁場中運(yùn)動的時間為周期：�、唷　。�2分）
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（12分）如圖，從陰極K發(fā)射的熱電子，重力和初速度均不計，通過加速電場后，沿圖示虛線垂直射入勻強(qiáng)磁場區(qū)，磁場區(qū)域足夠長，寬度為L＝2.5cm。已知加速電壓為U＝182V，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝9.1×10-4T，電子的電量，電子質(zhì)量。求：

（1）電子在磁場中的運(yùn)動半徑R
（2）電子在磁場中運(yùn)動的時間t (結(jié)果保留)
（3）若加速電壓大小可以改變，其他條件不變，為使電子在磁場中的運(yùn)動時間最長，加速電壓U應(yīng)滿足什么條件？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（10分）如圖所示是說明示波器工作原理的示意圖，已知兩平行板間的距離為d、板長為．初速度為零的電子經(jīng)電壓為U1的電場加速后從兩平行板間的中央處垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，設(shè)電子質(zhì)量為m、電荷量為e ．求：

（1）經(jīng)電場加速后電子速度v的大��；
（2）要使電子離開偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)量最大，兩平行板間的電壓U2應(yīng)是多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（20分）如圖所示，水平線QC下方是水平向左的勻強(qiáng)電場；區(qū)域Ⅰ（梯形PQCD）內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；區(qū)域Ⅱ（三角形APD）內(nèi)也有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，但是磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可以與區(qū)域Ⅰ不同；區(qū)域Ⅲ（虛線PD之上、三角形APD以外）有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度與區(qū)域Ⅱ內(nèi)磁感應(yīng)大小相等。三角形AQC是邊長為2L的等邊三角形，P、D分別為AQ、AC的中點(diǎn)．帶正電的粒子從Q點(diǎn)正下方、距離Q點(diǎn)為L的O點(diǎn)以某一速度射出，在電場力作用下從QC邊中點(diǎn)N以速度v0垂直QC射入?yún)^(qū)域Ⅰ，接著從P點(diǎn)垂直AQ射入?yún)^(qū)域Ⅲ。若區(qū)域Ⅱ、Ⅲ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與區(qū)域Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度滿足一定的關(guān)系，此后帶電粒子又經(jīng)歷一系列運(yùn)動后又會以原速率返回O點(diǎn)．（粒子重力忽略不計）求：

（1）該粒子的比荷；
（2）粒子從O點(diǎn)出發(fā)再回到O點(diǎn)的整個運(yùn)動過程所有可能經(jīng)歷的時間．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）如圖所示，真空中有以(r,0)為圓心，半徑為r的圓柱形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向里，在y＝r的實線上方足夠大的范圍內(nèi)，有方向水平向左的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度的大小為E，從O點(diǎn)向不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子，質(zhì)子的運(yùn)動軌跡均在紙面內(nèi)，設(shè)質(zhì)子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r，已知質(zhì)子的電量為e，質(zhì)量為m，不計重力及阻力的作用，求：

（1）質(zhì)子射入磁場時的速度大小。
（2）速度方向沿x軸正方向射入磁場的質(zhì)子，到達(dá)y軸所需的時間。
（3）速度方向與x軸正方向成30°角(如圖所示)射入磁場的質(zhì)子，到達(dá)y軸的位置坐標(biāo)。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，兩個界面S1和S2互相平行，間距為d，將空間分為三個區(qū)域。Ⅰ和Ⅲ兩區(qū)域內(nèi)有方向指向紙內(nèi)的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1和B2。區(qū)域Ⅱ內(nèi)是勻強(qiáng)電場E，方向從S1垂直指向S2。一質(zhì)量為m、電量為-q的粒子（重力不計）以平行于電場線的初速度v0，從與S1相距為d/4的O點(diǎn)開始運(yùn)動，為使該粒子沿圖中的軌跡運(yùn)動（軌跡的兩個半圓的半徑相等）。求：

（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B1:B2之比應(yīng)是多少？
（2）場強(qiáng)E應(yīng)滿足什么條件？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一塊矩形截面金屬導(dǎo)體abcd和電源連接，處于垂直于金屬平面的勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)接通電源、有電流流過金屬導(dǎo)體時，導(dǎo)體在與磁場、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)了電勢差，這種現(xiàn)象被稱為霍爾效應(yīng)。利用霍爾效應(yīng)制成的元件稱為霍爾元件，它是一種重要的磁傳感器，廣泛運(yùn)用于各種自動控制系統(tǒng)中。關(guān)于這一物理現(xiàn)象下列說法中正確的是
A．導(dǎo)體受向左的安培力作用
B．導(dǎo)體內(nèi)部定向移動的自由電子受向右的洛侖茲力作用
C．在導(dǎo)體的ab、cd兩側(cè)存在電勢差，且ab電勢低于cd電勢
D．在導(dǎo)體的ab、cd兩側(cè)存在電勢差，且ab電勢高于cd電勢

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(10分)如圖所示，兩根平行且光滑的金屬軌道固定在斜面上，斜面與水平面之間的夾角，軌道上端接一只阻值為R=0.4的電阻器，在導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0．5 T，兩軌道之間的距離為L=40cm，且軌道足夠長，電阻不計�，F(xiàn)將一質(zhì)量為m="3" g，有效電阻為r=1.0的金屬桿ab放在軌道上，且與兩軌道垂直，然后由靜止釋放，求：

(1)金屬桿ab下滑過程中可達(dá)到的最大速率；
(2)金屬桿ab達(dá)到最大速率以后，電阻器R每秒內(nèi)產(chǎn)生的電熱。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（10分）水平放置的平行金屬板M N之間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直于紙面的交變磁場（如圖a所示，垂直紙面向里為正），磁感應(yīng)強(qiáng)度=50T，已知兩板間距離d=0.3m，電場強(qiáng)度E=50V/m，M板中心上有一小孔P，在P正上方h=5cm處的O點(diǎn)，一帶電油滴自由下落，穿過小孔后進(jìn)入兩板間，若油滴在t=0時刻進(jìn)入兩板間，最后恰好從N板邊緣水平飛出。已知油滴的質(zhì)量 m=10kg，電荷量q=+2×10C（不計空氣阻力。重力加速度取g=10m/s2，取π=3）求：


（1）油滴在P點(diǎn)的速度；
（2）N板的長度；
（3）交變磁場的變化周期。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案