(12分)如右上圖,在xOy平面第一象限整個(gè)區(qū)域分布一勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)方向平行y軸向下.在第四象限內(nèi)存在一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),左邊界為y軸,右邊界為的直線,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外.一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子從y軸上P點(diǎn)以初速度v0垂直y軸射人勻強(qiáng)電場(chǎng),在電場(chǎng)力作用下從x軸上Q點(diǎn)以與x軸正方向成450角進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng).已知OQ=l,不計(jì)粒子重力.求:
(1)粒子到達(dá)Q點(diǎn)的速度vQ為多大?
(2)P點(diǎn)的縱坐標(biāo)是多少?
(3)若該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)剛好不會(huì)穿過y軸,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。
(1)(2)(3)

試題分析:(1)Q點(diǎn)速度
(2)設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,有:
 ①
且P點(diǎn)有③,聯(lián)解①②③得: 

(3) 設(shè)此時(shí)的軌跡半徑為r,由幾何關(guān)系有:
粒子在磁場(chǎng)中的速度:    ⑤
根據(jù)向心力公式得:
聯(lián)解④⑤⑥得:       
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如右圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖.帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后,進(jìn)入速度選擇器.速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度分別為BE.平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2.平板S下方有強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng).下列表述正確的是
A.質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具
B.速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外
C.能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于E/B
D.粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P,粒子的比荷越小

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示是質(zhì)譜儀工作原理的示意圖.帶電粒子a、b經(jīng)電壓U加速(在A點(diǎn)的初速度為零)后,進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),最后分別打在感光板S上的x1、x2處.圖中半圓形的虛線分別表示帶電粒子a、b所通過的路徑,則(  )
A.a(chǎn)的質(zhì)量一定小于b的質(zhì)量
B.a(chǎn)的電荷量一定大于b的電荷量
C.在磁場(chǎng)中a運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大于b運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
D.a(chǎn)的比荷大于b的比荷

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

如圖所示,回旋加速器D形盒的半徑為r,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子在加速器的中央從速度為零開始加速.根據(jù)回旋加速器的這些數(shù)據(jù),估算出該粒子離開加速器時(shí)獲得的動(dòng)能為________________.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

圖甲所示為回旋加速器的原理示意圖,一個(gè)扁圓柱形的金屬盒子,盒子被分成兩半(D形電極),分別與高壓交變電源的兩極相連,在裂縫處形成一個(gè)交變電場(chǎng),高壓交流電源的Ut圖象如圖乙所示,圖中U×104V),t (×107s),在兩D形電極裂縫的中心靠近其中一個(gè)D形盒處有一離子源K,D形電極位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于D形電極所在平面,由下向上。從離子源K發(fā)出的氘核,在電場(chǎng)作用下,被加速進(jìn)入盒中.又由于磁場(chǎng)的作用,沿半圓形的軌道運(yùn)動(dòng),并重新進(jìn)入裂縫。這時(shí)恰好改變電場(chǎng)方向,氘核在電場(chǎng)中又一次加速,如此不斷循環(huán)進(jìn)行,最后在D形盒邊緣被特殊裝置引出。(忽略氘核在裂縫中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間)

(1)寫出圖乙所示的高壓交流電源的交流電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式;
(2)將此電壓加在回旋加速器上,給氘核加速,則勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度應(yīng)為多少?
(3)若要使氘核獲得5.00MeV的能量,需要多少時(shí)間?(設(shè)氘核正好在電壓達(dá)到峰值時(shí)通過D形盒的狹縫)
(4)D形盒的最大半徑R

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

帶電質(zhì)點(diǎn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻速度方向如圖示,所受的重力和洛倫茲力的合力恰好與速度方向反,不計(jì)阻力,則在此后的一小段時(shí)間內(nèi),帶電質(zhì)點(diǎn)將
A.可能做直線運(yùn)動(dòng)B.可能做勻減速運(yùn)動(dòng)
C.一定做曲線運(yùn)動(dòng)D.可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

下列電磁波中,波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是
A.無線電波B.紅外線C.紫外線D.射線

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,abcd構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形區(qū)域,在ac連線的右下方存在場(chǎng)強(qiáng)大小為E、方向垂直于ad向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),在?abc區(qū)域內(nèi)(含邊界)存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在?abc區(qū)域外、ac連線的左上方存在方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等.現(xiàn)有兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量均為m、電荷量均為q的帶正電粒子同時(shí)從a點(diǎn)射出,粒子甲的初速度方向由a指向d,粒子乙的初速度方向由a指向c,當(dāng)乙經(jīng)b到達(dá)c點(diǎn)時(shí),剛好與只在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的甲相遇.若空間為真空,不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用力,忽略粒子運(yùn)動(dòng)對(duì)電、磁場(chǎng)產(chǎn)生的影響。求:

(1)甲的速率v和甲從a到c經(jīng)歷的時(shí)間t。
(2)乙的速率v和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B滿足的條件。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(20分)靜止于A處的離子,經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析器,并從P點(diǎn)垂直CF進(jìn)入矩形區(qū)域的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)。靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻射分布的電場(chǎng),已知圓弧虛線的半徑為R,其所在處場(chǎng)強(qiáng)為E、方向如圖所示:離子質(zhì)量為m、電荷量為q;=a、=1.5a,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里;離子重力不計(jì)。
(1)求加速電場(chǎng)的電壓U;
(2)若離子能最終打在QF上,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍。

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