如圖所示,兩個(gè)幾何形狀完全相同的平行板電容器PQ和MN,水平置于水平方向的勻強(qiáng)磁場中(磁場區(qū)域足夠大),兩電容器極板左端和右端分別在同一豎直線上。已知P、Q之間和M、N之間的距離都是d,板間電壓都是U,極極長度均為l。今有一電子從極板邊緣的O點(diǎn)以速度v0沿沿P、Q兩板間的中心線進(jìn)入電容器,并做勻速直線運(yùn)動穿過電容器,此后經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)又沿水平方向進(jìn)入到電容器M、N板間,在電容器M、N中也沿水平方向做勻速直線運(yùn)動,穿過M、N板間的電場后,再經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)又通過O點(diǎn)沿水平方向進(jìn)入電容器P、Q極板間,循環(huán)往復(fù)。已知電子質(zhì)量為m,電荷為e。
(1)試分析極板P、Q、M、N各帶什么電荷?
(2)Q板和M板間的距離x滿足什么條件時(shí),能夠達(dá)到題述過程的要求?
(3)電子從O點(diǎn)出發(fā)至第一次返回到O點(diǎn)經(jīng)過了多長時(shí)間?
(1)P極板帶正電,Q極板帶負(fù)電M板帶負(fù)電,N板帶正電
(2)(3)
(1)由左手定則可判斷出,電子所受洛侖茲力方向豎直向下……1分
因電子做勻速直線運(yùn)動,故所受電場力方向豎直向上……1分
由于電子帶負(fù)電,所以P極板帶正電,Q極板帶負(fù)電……2分
同理可知,電子在M、N板間運(yùn)動過程中,受洛侖茲力方向豎直向上,電場力方向豎直向下,故M板帶負(fù)電,N板帶正電。……2分
(2)因在電容器的極板間洛侖茲力與電場力大小相等,因此有:ev0­B=eV/d……2分
電子射出電容器后在磁場中做勻速圓周運(yùn)動,設(shè)圓周半徑為R,
根據(jù)洛侖茲力公式和向心力公式有ev0B=mv02/R……2分
要使電子能進(jìn)入M、N板間,則應(yīng)滿足……4分
解得:…………2分
(3)電子通過一個(gè)電容器的時(shí)間t1=l/v0……2分
設(shè)電子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期為T,則……2分
電子在磁場中運(yùn)動半個(gè)圓周的時(shí)間……2分
電子第一次返回到O點(diǎn)的時(shí)間……2分
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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如圖15-2-26所示,水平桌面上放置U形金屬導(dǎo)軌,串接有電源.現(xiàn)將兩根質(zhì)量相等的裸導(dǎo)線L1和L2放在導(dǎo)軌上,方向與導(dǎo)軌垂直,導(dǎo)軌所在的平面有一個(gè)方向向上的勻強(qiáng)磁場.當(dāng)合上開關(guān)后,兩根導(dǎo)線便向右運(yùn)動,并先后脫離導(dǎo)軌右端掉到水平地面上,測得它們落地位置與導(dǎo)軌右端的水平距離分別為s1和s2.求合上開關(guān)后:

圖15-2-26
(1)安培力對導(dǎo)線L1和L2所做的功之比為多少;
(2)通過導(dǎo)線L1和L2的電荷量之比為多少.

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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,固定不動的絕緣直導(dǎo)線mn和可以自由移動的矩形線框abcd位于同一水平面內(nèi),mn與ad、bc邊平行且離ad邊較近.當(dāng)導(dǎo)線mn中通入向上的電流,線框中通入順時(shí)針方向的電流時(shí),線框?qū)⑾騙__________運(yùn)動.(填“左”“右”“上”或“下”中的一個(gè))

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

兩個(gè)帶電粒子的電量相同,質(zhì)量之比m1m2=1∶4,它們以相同的初動能同時(shí)垂直于磁場方向射入到同一勻強(qiáng)磁場中。⑴求這兩個(gè)粒子的運(yùn)動半徑之比、周期之比、角速度之比;⑵若質(zhì)量為m1的帶電粒子在磁場中轉(zhuǎn)了20圈,求質(zhì)量為m2的粒子在磁場中轉(zhuǎn)了幾圈?(粒子重力不計(jì))

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題



已知電流磁場的磁感應(yīng)線方向或N、S極方向,請?jiān)趫D3-1-8上標(biāo)出電流方向。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖9所示,有一磁感應(yīng)強(qiáng)度B=9.1×104T的勻強(qiáng)磁場,C、D為垂直于磁場的同一平面內(nèi)的兩點(diǎn),它們之間的距離l=0.05m,今有一電子在此磁場中運(yùn)動,它經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的速度v的方向和磁場方向垂直,且與CD間的夾角α=30°,問:

(1)電子在C點(diǎn)時(shí)所受的洛侖茲力的方向如何?
(2)若此電子在運(yùn)動中后來又經(jīng)過了D點(diǎn),則它的速度v應(yīng)是多大?
(3)電子從C點(diǎn)到D點(diǎn)所用的時(shí)間是多少(電子的質(zhì)量m=9.1×1031kg,電子的電量e=1.6×1019C)?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,在y=a(a>0)和y=0之間的區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于坐標(biāo)平面向外,一束質(zhì)子流從O點(diǎn)以速度v0沿Y軸正方向射入磁場,并恰好通過點(diǎn)M(a,a),已知質(zhì)子質(zhì)量為m,電量為e,求:

(1)磁場的磁感強(qiáng)度B0
(2)質(zhì)子從O點(diǎn)到M點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間。
 

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初速為零的離子經(jīng)過電勢差為U的電場加速后,從離子槍T中水平射出,經(jīng)過一段路程后進(jìn)入水平放置的平行金屬板MN和PQ之間.離子所經(jīng)空間存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,如圖所示,要使離子能打在金屬板上,則離子比荷的范圍是____________________.

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在光滑的絕緣水平面上,有直徑相同的兩個(gè)金屬小球A、C,已知=2mc,C球帶正電荷2q,靜止在勻強(qiáng)磁場B中,A球不帶電,以速度v0進(jìn)入磁場中與C球正碰,碰撞后C球?qū)ζ矫娴膲毫η『脼榱悖笈龊驛球?qū)ζ矫娴膲毫Χ?(取向右為正)

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