湯姆孫測定電子比荷的實驗裝置如圖甲所示。從陰極K發(fā)出的電子束經(jīng)加速后，以相同速度沿水平中軸線射入極板D1、D2區(qū)域，射出后打在光屏上形成光點。在極板D1、D2區(qū)域內(nèi)，若不加電場和磁場，電子將打在P1點；若只加偏轉(zhuǎn)電壓U，電子將打在P2點；若同時加上偏轉(zhuǎn)電壓U和一個方向垂直于紙面向外、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場（圖中未畫出），電子又將打在P1點。已知極板長度為L，極板間距為d。忽略電子的重力及電子間的相互作用。
 
（1）求電子射人極板D1、D2區(qū)域時的速度大��；
（2）打在P2點的電子，相當(dāng)于從D1、D2中軸線的中點O’射出，如圖乙中的O’ P2所示，已知試推導(dǎo)出電子比荷的表達式；
（3）若兩極板間只加題中所述的勻強磁場，電子在極板間的軌跡為一段圓弧，射出后打在P3點。測得圓弧半徑為2L、P3與P1間距也為2L，求圖乙中P1與P2點的間距a。
（1）（2）（3）

試題分析：（1）電子在極板間電場力與洛倫茲力的作用下沿中心軸線運動，即受力平衡，設(shè)電子的進入極板間時的速度為v。由平衡條件有  
兩極板間電場強度  ，解得
（2）由幾何關(guān)系得出電子射出電場時豎直方向的側(cè)移量：，，，，，聯(lián)立可得
（3）如圖所示，極板間僅存勻強磁場時，電子做勻速圓周運動，射出磁場后做勻速直線運動，則已知，根據(jù)幾何關(guān)系得：，
射出磁場后在水平方向上的距離
解得
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相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(zhì)量或分析同位素的重要設(shè)備，它的構(gòu)造原理如圖示．離子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束（速度可視為零），經(jīng)MN間的加速電壓U加速后從小孔S1垂直于磁感線進入勻強磁場，運轉(zhuǎn)半周后到達照相底片上的P點．設(shè)P到S1的距離為x，則
A．若離子束是同位素，則x越大對應(yīng)的離子質(zhì)量越小
B．若離子束是同位素，則x越大對應(yīng)的離子質(zhì)量越大
C．只要x相同，對應(yīng)的離子質(zhì)量一定相同
D．x相同，對應(yīng)的離子的比荷可能不相等

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

回旋加速器的D形盒半徑為R＝60cm，兩盒間距1cm，用它加速質(zhì)子時可使每個質(zhì)子獲得4MeV的能量，加速電壓為．求：
　�。�1）該加速器中偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強度B；
　�。�2）質(zhì)子在D型盒中運動的時間t；
（3）整個加速過程中，質(zhì)子在電場中運動的總時間．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖，在x軸上方存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于紙面向外；在x軸下方存在勻強電場，電場方向與xOy平面平行，且與x軸成夾角。一質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的粒子以初速度v0從y軸上的P點沿y軸正方向射出，一段時間后進入電場，進入電場時的速度方向與電場方向相反；又經(jīng)過一段時間T0，磁場的方向變?yōu)榇怪庇诩埫嫦蚶�，大小不變。不計重力�?br />
（1）求粒子從P點出發(fā)至第一次到達x軸時所需時間；
（2）若要使粒子能夠回到P點，求電場強度的最大值。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（20分）如圖，在直角坐標系xOy平面內(nèi)，虛線MN平行于y軸，N點坐標（－l，0），MN與y軸之間有沿y軸正方向的勻強電場，在第四象限的某區(qū)域有方向垂直于坐標平面的圓形有界勻強磁場（圖中未畫出）。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子，從虛線MN上的P點，以平行于x軸正方向的初速度v0射人電場，并從y軸上A點（0，0.5l）射出電場，射出時速度方向與y軸負方向成30°角，此后，電子做勻速直線運動，進人磁場并從圓形有界磁場邊界上Q點（l/6，－l）射出，速度沿x軸負方向。不計電子重力。求：

（1）勻強電場的電場強度E的大��？
（2）勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大�。侩娮釉诖艌鲋羞\動的時間t是多少？
（3）圓形有界勻強磁場區(qū)域的最小面積S是多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的坐標系，在其第三象限空間有沿水平方向的、垂直于紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B=0．5T，還有沿x軸負方向的勻強電場，場強大小為E=2N/C。在其第一象限空間有沿y軸負方向的、場強大小也為E的勻強電場，并在的區(qū)域有磁感應(yīng)強度也為B的垂直于紙面向里的勻強磁場。一個帶電荷量為q的油滴從圖中第三象限的P點得到一初速度，恰好能沿PO作勻速直線運動（PO與x軸負方向的夾角為=45°），并從原點O進入第一象限。已知重力加速度g=10m/s2，問：

（1）油滴在第三象限運動時受到的重力、電場力、洛倫茲力三力的大小之比，并指出油滴帶何種電荷；
（2）油滴在P點得到的初速度大�。�
（3）油滴在第一象限運動的時間。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

在xOy平面內(nèi)，直線OP與y軸的夾角α=45°。第一、第二象限內(nèi)存在方向分別為豎直向下和水平向右的勻強電場，電場強度大小均為E=1.0×105 N/C；在x軸下方有垂直于紙面向外的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=0.1T，如圖所示。現(xiàn)有一帶正電的粒子從直線OP上某點A(-L, L)處靜止釋放。設(shè)粒子的比荷=4.0×107 C/kg，粒子重力不計。求：

（1）若L="2" cm，粒子進入磁場時與x軸交點的橫坐標及粒子速度的大小和方向；
（2）如果在直線OP上各點釋放許多個上述帶電粒子(粒子間的相互作用力不計)，試證明各帶電粒子進入磁場后做圓周運動的圓心點的集合為一拋物線。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（19分）在豎直平面內(nèi)存在如圖所示的絕緣軌道，一質(zhì)量為m=0.4kg、帶電量為q=+0.4C的小滑塊（可視為質(zhì)點）在外力作用下壓縮至離B點0.05m，此時彈性勢能=17.25J，彈簧一端固定在底端，與小滑塊不相連，彈簧原長為2.05m，軌道與滑塊間的動摩擦因數(shù)．某時刻撤去外力，經(jīng)過一段時間彈簧恢復(fù)至原長，再經(jīng)過1.8s，同時施加電場和磁場，電場平行于紙面，且垂直x軸向上，場強E=10N/C；磁場方向垂直于紙面，且僅存在于第二、三象限內(nèi)，最終滑塊到達N（6m，0）點，方向與水平方向成30º斜向下．（答案可用π表示，）
（1）求彈簧完全恢復(fù)瞬間，小滑塊的速度；
（2）求彈簧原長恢復(fù)后1.8s時小滑塊所在的位置；
（3）求小滑塊在磁場中的運動的時間．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

質(zhì)量為m的帶電液滴，在電場強度為E，方向豎直向上的勻強電場中處于靜止?fàn)顟B(tài)，試求：（1）該液滴的帶電性質(zhì)和所帶的電荷量；
（2）當(dāng)場強方向保持不變，而大小突然減為原來的一半時，求液滴的加速度。

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