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如圖所示,A、B為兩塊平行金屬板,A板帶正電、B板帶負電。兩板之間存在著勻強電場,兩板間距為d、電勢差為U,在B板上開小孔C。現從正對B板小孔緊靠A板的O處由靜止釋放一個質量為m、電量為q的帶正電粒子(粒子的重力不計),問:            
⑴為了使粒子能從C飛出后經過一段時間后飛到D點,在B板下方加一足夠大的勻強磁場,CD連線與B板的夾角為θ=45o,CD長度為L,求磁感應強度大小和方向?
(2)在粒子運動到達D點時,為讓帶電粒子不打到B極板,需將磁場的磁感應強度改變,為達到目的,則磁感應強度的大小應滿足什么條件?
(1)B=( 2分)
方向:垂直紙面向里(2) B≥或B≤(+1)
(1)設微粒穿過B板小孔時的速度為v,根據動能定理,有
( 1分) 解得   ( 1分)


 
由圖可知: =R cosθ     ( 1分)

由牛頓第二定律和洛倫茲力公式,qvB=mv2/R
聯立解得B=( 2分)
方向:垂直紙面向里( 1分)
(2)由圖知:當帶電粒子運動到D點時,速度方向恰好水平,則要不打到B極板,最小半徑R1( 1分)
由牛頓第二定律和洛倫茲力公式,qvB1=mv2/R1
得:

( 2分)
當從E點飛出時,則
R2+R2cosθ=Lcosθ( 1分)
R2=(-1)L

由牛頓第二定律和洛倫茲力公式,qvB2=mv2/R2
聯立解B2(+1)=(+1)。
( 2分)
則磁場范圍是B≥或B≤(+1)( 2分)
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

在絕緣水平面上固定著帶電小球A,其質量為M,所帶電量為Q.帶電小球B與A之間相距為r,質量為m,所帶電量為q.現將小球B無初速釋放,求:
(1)剛釋放小球B的加速度為多大?
(2)釋放后B做什么運動?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,MN是豎直平面內的1/4圓弧軌道,絕緣光滑,半徑R=lm。軌道區(qū)域存在E = 4N/C、方向水平向右的勻強電場。長L1=5 m的絕緣粗糖水平軌道NP與圓弧軌道相切于N點。質量、電荷量的金屬小球a從M點由靜止開始沿圓弧軌道下滑,進人NP軌道隨線運動,與放在隨右端的金屬小球b發(fā)生正碰,b與a等大,不帶電,,b與a碰后均分電荷量,然后都沿水平放置的A、C板間的中線進入兩板之間。已知小球a恰能從C板的右端飛出,速度為,小球b打在A板的D孔,D孔距板基端,A,C板間電勢差,A,C板間有勻強磁場,磁感應強度5=0.2T,板間距離d=2m,電場和磁編僅存在于兩板之間。g=10m/s2求:

(1)小球a運動到N點時,軌道對小球的支持力FN多大?
(2 )碰后瞬間,小球a和b的速度分別是多大?
(3 )粗糙絕緣水平面的動摩擦因數是多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如題21圖所示,水平向左的勻強電場中,長為L的絕緣細線一端固定于O點,另一端系一質量為m、電荷量為q的可視為質點的帶正電小球.將小球拉到使細線水平伸直的A點,無初速釋放小球,小球沿圓弧到達最低位置B時速度恰好為零,重力加速度為g以下說法正確的是
A.勻強電場場強大小為E=
B.小球在B位置時加速度為零
C.小球運動過程中的最大速率為v=
D.若將小球拉到使細線水平伸直的C點,無初速釋放小球后,小球必能回到C點

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,水平地面上方矩形虛線區(qū)域內有垂直紙面向里的勻強磁場,兩個閉合線圈l和Ⅱ分別用同樣的導線繞制而成,其中I是邊長為L的正方形,Ⅱ是長2L、寬L的矩形.將兩線圈從圖示位置同時由靜止釋放。線圈下邊進入磁場時,I立即做一段時間的勻速運動.已知兩線圈在整個運動過程中,下邊始終平行于磁場上邊界,不計空氣阻力.則
A.下邊進入磁場時,Ⅱ也立即做一段時問的勻速運動
B.從下邊進入磁場開始的一段時間內.線圈Ⅱ做加速度不斷減小的加速運動
C.從下邊進入磁場開始的一段時間內,線圈Ⅱ做加速度不斷減小的減速運動
D.線圈Ⅱ先到達地面

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖1所示,水平直線PQ下方有豎直向上的勻強電場,上方有垂直紙面方向的磁場,其磁感應強度B隨時間的變化規(guī)律如圖2所示(磁場的變化周期T=2.4×10-5s)。現有質量帶電量為的點電荷,在電場中的O點由靜止釋放,不計電荷的重力。粒子經t0=第一次以的速度通過PQ,并進入上方的磁場中。取磁場垂直向外方向為正,并以粒子第一次通過PQ時為t=0時刻。(本題中取,重力加速度)。試求:
⑴ 電場強度E的大。
時刻電荷與O點的水平距離;
⑶ 如果在O點右方d=67.5cm處有一垂直于PQ的足夠大的擋板,求電荷從開始運動到碰到擋板所需的時間。(保留三位有效數字)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(19分)如圖,在xoy平面上x<0的區(qū)域內存在一垂直紙面向外的勻強磁場,磁感應強度大小為B;OA是過原點的一條直線,與y軸正方向夾角為60°.在x>0的區(qū)域有一與OA平行的勻強電場,場強大小為E.現有一質量為m,電量為q的帶正電的粒子(重力不計)從直線OA上的某處P點由靜止釋放后,經0點進入磁場,經過一段時間后恰能垂直O(jiān)A到達0A上的Q點(電場方向以及P點、Q點位置在圖中均未畫出).求

(1)P點的坐標;
(2)粒子從P點釋放到垂直0A到達Q點所用的時間;
(3)PQ之間的距離.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,在距地面一定高度的地方以初速度向右水平拋出一個質量為m,帶負電,帶電量為Q的小球,小球的落地點與拋出點之間有一段相應的水平距離(水平射程),求:

小題1:若在空間加上一豎直方向的勻強電場,使小球的水平射程增加為原來的2倍,求此電場的場強的大小和方向;
小題2:若除加上上述勻強電場外,再加上一個與方向垂直的水平勻強磁場,使小球拋出后恰好做勻速直線運動,求此勻強磁場的磁感應強度的大小和方向。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖甲所示,兩平行金屬板AB間接有如圖乙所示的電壓,兩板間的電場可看作勻強電場,且兩板外無電場,板長L=0.8 m,板間距離d=0.6 m。在金屬板右側有一磁感應強度B=2.0×10-2 T,方向垂直紙面向外的勻強磁場,磁場寬度為l1=0.12 m,磁場足夠長。MN為一豎直放置的足夠大的熒光屏,熒光屏距磁場右邊界的距離為l2=0.08 m,MN及磁場邊界均與AB兩板中線OO’垂直,F有帶正電的粒子流由金屬板左側沿中線OO’連續(xù)射入電場中。已知每個粒子的速度v0=4.0×105 m/s,比荷=1.0×108 C/kg,重力忽略不計,每個粒子通過電場區(qū)域的時間極短,電場可視為恒定不變。
(1)求t=0時刻進入電場的粒子打到熒光屏上時偏離O’點的距離; (2)試求能離開電場的粒子的最大速度,并通過計算判斷該粒子能否打在右側的熒光屏上。

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