(14分)電子擴(kuò)束裝置由電子加速器、偏轉(zhuǎn)電場和偏轉(zhuǎn)磁場組成。偏轉(zhuǎn)電場的極板由相距為d的兩塊水平平行放置的導(dǎo)體板組成,如圖甲所示。大量電子由靜止開始,經(jīng)加速電場加速后,連續(xù)不斷地沿平行板的方向從兩板正中間OO'射入偏轉(zhuǎn)電場。當(dāng)兩板不帶電時(shí),這些電子通過兩板之間的時(shí)間為2t0;當(dāng)在兩板間加最大值為U0、周期為2t0的電壓(如圖乙所示)時(shí),所有電子均能從兩板間通過,然后進(jìn)入豎直寬度足夠大的勻強(qiáng)磁場中,最后打在豎直放置的熒光屏上。已知磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,電子的質(zhì)量為m、電荷量為e,其重力不計(jì)。

(1)求電子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的位置到OO'的最小距離和最大距離;
(2)要使所有電子都能垂直打在熒光屏上,
(i)求勻強(qiáng)磁場的水平寬度L;
(ii)求垂直打在熒光屏上的電子束的寬度。
(1)  (2)U0t0/dB (3)

試題分析:(1)由題意可知,從0、2t0、4t0、……等時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的電子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的位置到OO'的距離最大,在這種情況下,電子的最大距離為:

從t0、3t0、……等時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的電子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的位置到OO'的距離最小,在這種情況下,電子的最小距離為:
(2)(i)設(shè)電子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時(shí)的偏向角為q,由于電子要垂直打在熒光屏上,所以電子在磁場中運(yùn)動(dòng)半徑應(yīng)為: 
設(shè)電子離開偏轉(zhuǎn)電場的速度為v,垂直偏轉(zhuǎn)極板的速度為vy,則電子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的偏向角為:
sinθ=vy/vt,式中vy=U0et0/dm
又:R=mvt/Be
解得L=U0t0/dB
(i i)由于各個(gè)時(shí)刻從偏轉(zhuǎn)電場中射出的電子的速度大小相等,方向相同,因此電子進(jìn)入磁場后做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑也相同,都能垂直打在熒光屏上。
由第(1)問知電子離開偏轉(zhuǎn)電場的位置到OO的最大距離和最小距離的差值為:

所以垂直打在熒光屏上的電子束的寬度為:   
練習(xí)冊(cè)系列答案
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噴墨打印機(jī)的簡化模型如圖所示,重力可忽略的墨汁微滴,經(jīng)帶電室?guī)ж?fù)電后,以速度垂直勻強(qiáng)電場飛入極板間,最終打在紙上,則微滴在極板間電場中( 。
A.電勢能逐漸增大
B.運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線
C.運(yùn)動(dòng)軌跡與初速度無關(guān)
D.運(yùn)動(dòng)軌跡與帶電量無關(guān)

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如圖所示,在y>0的空間中,存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場E;在y<0的空間中,存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小也為E,一電子(-e,m)在y軸上的P(0,d)點(diǎn)以沿x軸正方向的初速度v0開始運(yùn)動(dòng),不計(jì)電子重力,求:

⑴電子第一次經(jīng)過x軸的坐標(biāo)值;
⑵請(qǐng)?jiān)趫D上畫出電子在一個(gè)周期內(nèi)的大致運(yùn)動(dòng)軌跡;
⑶電子在y方向上運(yùn)動(dòng)的周期;

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

圖中虛線為一組間距相等的同心圓,圓心處固定一帶正電的點(diǎn)電荷。一帶電粒子以一定初速度射入電場,實(shí)線為粒子僅在電場力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡,a、b、c三點(diǎn)是實(shí)線與虛線的交點(diǎn)。則該粒子(  )
A.帶正電
B.在c點(diǎn)受力最大
C.在b點(diǎn)的電勢能大于在c點(diǎn)的電勢能
D.由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動(dòng)能變化大于由b點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化

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如圖所示,直線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場線,曲線是某一帶電粒子通過電場區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,a、b是軌跡上的兩點(diǎn)。若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中只受電場力的作用,則下列選項(xiàng)中不能判斷的是     (   )
A.帶電粒子的電性
B.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向
C.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的加速度何處大
D.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的加速度方向

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(20分) 如圖所示,在MN左側(cè)QP上方有勻強(qiáng)電場。在MN右側(cè)存在垂直于紙面的矩形勻強(qiáng)磁場(圖中未畫出),其左邊界和下邊界分別與MN、AA/重合,F(xiàn)有一帶電粒子以初速度自O(shè)點(diǎn)沿水平方向射入,并恰好從P點(diǎn)射出,又經(jīng)過在矩形有界磁場中的偏轉(zhuǎn),最終垂直于MN從A點(diǎn)向左水平射出。已知PA距離為d,距離。不計(jì)帶電粒子重力。

求:(1)粒子從下極板邊緣射出時(shí)的速度;
(2)粒子在從O到A經(jīng)歷的時(shí)間
(3)矩形有界磁場的最小面積。

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如圖所示,一電子沿Ox軸射入電場,在電場中的運(yùn)動(dòng)軌跡為OCD,已知,電子過C、D兩點(diǎn)時(shí)豎直方向的分速度為vCy和vDy;電子在OC段和OD動(dòng)能變化量分別為△EK1和△EK2,則(       )

A.
B.
C.
D.

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質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子以初速度V從中線垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場,剛好離開電場,它在離開電場后偏轉(zhuǎn)角正切為0.5。下列說法中錯(cuò)誤的是(     )
A.如果帶電粒子的初速度變?yōu)樵瓉淼?倍,則離開電場后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25
B.如果帶電粒子的初動(dòng)能變?yōu)樵瓉淼?倍,則離開電場后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25
C.如果帶電粒子的初動(dòng)量變?yōu)樵瓉淼?倍,則離開電場后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25
D.如果帶電粒子的比荷變?yōu)樵瓉淼?倍,則離開電場后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25

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如右圖所示,帶電的平行金屬板電容器水平放置,質(zhì)量相同、重力不計(jì)的帶電粒子A、B,平行于極板以相同的初速度射入電場,結(jié)果打在極板上的同一點(diǎn)P.不計(jì)兩微粒之間的庫侖力,下列說法正確的是(   )

A.在電場中微粒A運(yùn)動(dòng)的時(shí)間比B長
B.在電場中微粒A B運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同
C.微粒A所帶的電荷量比B少
D .電場力對(duì)微粒A做的功比B少     

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