如圖14所示,MN是豎直正對(duì)放置的兩個(gè)平行金屬板,S1、S2M、N板上的兩個(gè)小孔;N板的右側(cè)有一個(gè)在豎直平面內(nèi),以O為圓心的區(qū)城,該區(qū)域內(nèi)存在垂直圓面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。另有一個(gè)同樣以O為圓心的半圓形熒光屏A OC   , 已知S1、S2、O和熒光屏的中間位置O′在同一直線上,且ACS1O′。當(dāng)在M、N板間加恒定電壓U時(shí)一帶正電離子在S1處由靜止開始加速向孔S2運(yùn)動(dòng),最后打在圖示的熒光屏上的P處,∠COP =30°。若要讓上述帶正電離子(不計(jì)重力)仍在S1處由靜止開始加速,最后打在圖示的熒光屏下邊緣C處。求M、N板間所加電壓的大小。

   


解析:

設(shè)離子的質(zhì)量為m,電荷量為q,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、所在區(qū)域的半徑為R,離子加速后獲得的速度v。

  當(dāng)電壓為U時(shí),由動(dòng)能定理有

  qU       ……2分

  在磁場(chǎng)中,離子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(見右圖),

由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得知

qvB=             ……2分

由①②式得 U=                                  ③……1分

其中,r=Rtan60°R                                   ④……1分

當(dāng)電壓為U / 時(shí),離子打在C處

同理有U /                 、荨2分

其中U /R                     、蕖1分

由③④⑤⑥可得U /                 ……2分

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

兩根長(zhǎng)度相等的輕繩,下端懸掛一質(zhì)量為m的物體,上端分別固定在水平天花板上的M、N點(diǎn),M、N兩點(diǎn)間的距離為s,如圖14所示.已知兩繩所能經(jīng)受的最大拉力均為T,則每根繩的長(zhǎng)度不得短于____________.

圖14

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖14所示,在NOQ范圍內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ,在MOQ范圍內(nèi)有垂直于紙面向外勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅱ,M、O、N在一條直線上,∠MOQ=60°,這兩個(gè)區(qū)域磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。離子源中的離子(帶電荷量為+q,質(zhì)量為m)通過小孔O1進(jìn)入極板間電壓為U的加速電場(chǎng)區(qū)域(可認(rèn)為初速度為零),離子經(jīng)電場(chǎng)加速后通過小孔O2射出,從接近O點(diǎn)處進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ,離子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度垂直于磁場(chǎng)邊界MN,也垂直于磁場(chǎng),不計(jì)離子的重力。

(1)當(dāng)加速電場(chǎng)極板電壓U=U0,求離子進(jìn)入磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R;

(2)在OQ上有一點(diǎn)P,P點(diǎn)到O點(diǎn)距離為L(zhǎng),當(dāng)加速電場(chǎng)極板電壓U取哪些值時(shí),才能保證離子通過P點(diǎn)

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科目:高中物理 來源: 題型:

(10分)如圖14所示,在NOQ范圍內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ,在MOQ范圍內(nèi)有垂直于紙面向外勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅱ,M、O、N在一條直線上,∠MOQ=60°,這兩個(gè)區(qū)域磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。離子源中的離子(帶電荷量為+q,質(zhì)量為m)通過小孔O1進(jìn)入極板間電壓為U的加速電場(chǎng)區(qū)域(可認(rèn)為初速度為零),離子經(jīng)電場(chǎng)加速后通過小孔O2射出,從接近O點(diǎn)處進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ,離子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度垂直于磁場(chǎng)邊界MN,也垂直于磁場(chǎng),不計(jì)離子的重力。

(1)當(dāng)加速電場(chǎng)極板電壓U=U0,求離子進(jìn)入磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R;

(2)在OQ上有一點(diǎn)P,P點(diǎn)到O點(diǎn)距離為L(zhǎng),當(dāng)加速電場(chǎng)極板電壓U取哪些值時(shí),才能保證離子通過P點(diǎn)

 

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2013浙江效實(shí)中學(xué)檢測(cè))如圖14所示,質(zhì)量為m=10 kg的兩個(gè)相同的物塊A、B(它們之間用輕繩相連)放在水平地面上,在方向與水平面成θ=37°角斜向上、大小為100 N的拉力F作用下,以大小為v=4.0 m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng).(取g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:

(1)物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù);

(2)剪斷輕繩后物塊A在水平地面上滑行的距離.

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同步練習(xí)冊(cè)答案