如圖所示,在范圍內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場I,在范圍內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強磁場在一條直線上,,這兩個區(qū)域磁場的磁感應強度大小均為B。離子源中的離子帶電荷量為,質(zhì)量為m,通過小孔進入兩板間電壓為U的加速電場區(qū)域(可認為初速度為零),離子經(jīng)電場加速后由小孔射出,再從O點進入磁場區(qū)域I,此時速度方向沿紙面垂直于磁場邊界MN不計離子的重力。
(1)若加速電場兩板間電壓U=U0,求離子進入磁場后做圓周運動的半徑R0
(2)在上有一點P,P點到O點距離為若離子能通過P點,求加速電壓U和從O點到P點的運動的時間
(1)
(2)
(1)若加速電場兩板間電壓U=U0,根據(jù)動能定理可得,,則粒子進入磁場時的速度為,根據(jù)洛倫茲力提供向心力可有:,計算得,
(2)若 P點到O點距離為L,根據(jù)幾何關系可知粒子半徑(其中n=1、2、3、、、)根據(jù),聯(lián)立可得(其中n=1、2、3、、、)
由題意可知每次在磁場中轉(zhuǎn)過的圓心角為60°,則運動時間為,因為,所以從O點到P點的運動的時間為(其中n=1、2、3、、、)
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一質(zhì)量為m的帶電液滴在相互垂直的勻強電場和勻強磁場中(電場豎直向下,磁場在水平方向)的豎直平面內(nèi)作半徑為R的勻速圓周運動,則這個液滴(  )
A.一定帶正電
B.一定帶負電
C.沿逆時針方向運動
D.沿順時針方向運動

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

當兩列水波發(fā)生干涉時,如果兩列水波的波谷在P點相遇,下列說法正確的是   (   )
A.質(zhì)點P的振動始終是減弱的
B.質(zhì)點P的振幅最小
C.質(zhì)點P的位移始終最大
D.質(zhì)點P的位移有時為零

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖在兩極板間存在水平和豎直的勻強磁場和電場,一帶電小球被由靜止釋放后的一小段軌跡如圖,則以下說法中正確的是(   )
A.小球帶正電
B.小球帶負電
C.若撤去磁場小球?qū)⒏绲竭_下極板
D.若撤去磁場小球?qū)⒏淼竭_下極板

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,在xoy平面內(nèi)的第三象限中有沿-y方向的勻強電場,場強大小為E.在第一和第二象限有勻強磁場,磁感應強度為B,方向垂直于直角坐標平面向里。今有一個質(zhì)量為m、電荷量為e的電子,從y軸的P點以初速度v0垂直于電場方向進入電場(不計電子所受重力)。經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后,沿著與x軸負方向成45°進入磁場,并能返回到原出發(fā)點P。
(1)簡要說明電子的運動情況,并畫出電子運動軌跡的示意圖;  
(2)求P點距坐標原點的距離;
(3)電子從P點出發(fā)經(jīng)多長時間再次返回P點?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,在第一象限區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應強度大小B = 2.0×10-3 T,一帶正電荷的粒子A以v = 3.5×10m/s的速率從x軸上的P ( 0.50,0 )處以與x軸正方向成某一角度的方向垂直射入磁場,從y軸上的M ( 0,0.50 )處射出磁場,且運動軌跡的半徑是所有可能半徑值中的最小值.設粒子A的質(zhì)量為m、電荷量為q,不計粒子的重力.
(1)求粒子A的比荷;(計算結(jié)果請保留兩位有效數(shù)字,下同)
(2)如果粒子A運動過程中的某個時刻,在第一象限內(nèi)再加一個勻強電場,就可以使其此后沿x軸負方向做勻速直線運動并離開第一象限.求該勻強電場的場強大小和方向,并求出粒子射出磁場處的坐標值;
(3)如果要粒子A按題干要求從M處射出磁場,第一象限內(nèi)的磁場可以局限在一個最小的矩形區(qū)域內(nèi),請在圖中畫出該矩形區(qū)域,并求出它的面積.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,在xoy平面內(nèi),有以O′(R,0)為圓心,R為半徑的圓形磁場區(qū)域,磁感應強度大小為B,方向垂直xoy平面向外,在y=R上方有范圍足夠大的勻強電場,方向水平向右,電場強度大小為E。在坐標原點O處有一放射源,可以在xoy平面內(nèi)向y軸右側(cè)(x>0)發(fā)射出速率相同的電子,已知電子在該磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑也為R,電子量為e,質(zhì)量為m。不計重力及阻力的作用。
(1)求電子射入磁場時的速度大;
(2)速度方向沿x軸正方向射入磁場的電子,求它到達y軸所需要的時間;
(3)求電子能夠射到y(tǒng)軸上的范圍。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,xOy平面內(nèi),在y軸左側(cè)某區(qū)域內(nèi)有一個方向豎直向下、水平寬度為Z=m、電場強度為的勻強電場。在y軸右側(cè)有一個圓心位于X軸上,半徑為r=0.Olm的圓形磁場區(qū)域,磁場方向垂直紙面向里,磁感應強度B="O." 01T,在坐標為xo=0.04m處有一垂直于X軸的面積足夠大的熒光屏PQ。今有一束帶正電的粒子從電場左側(cè)沿+X方向射入電場,穿出電場時恰好通過坐標原點,速度大小為m/s,方向與X軸成30°角斜向下。若粒子的質(zhì)量m=1.0X10-20kg,電量為C,試求:
(1) 粒子射人電場時的位置坐標和初速度;
(2) 若圓形磁場可沿x軸移動,圓心O在X軸上的移動范圍為,由于磁場位置的不同,導致該粒子打在熒光屏上的位置也不同,試求粒子打在熒光屏上的范圍。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

請用學過的電學知識判斷下列說法正確的是
A.電工穿絕緣衣比穿金屬衣安全
B.制作汽油桶的材料用金屬比用塑料好
C.小鳥停在單根高壓輸電線上會被電死
D.打雷時,呆在汽車里比呆在木屋里要危險

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