如圖所示，左側(cè)為兩間距d=10cm的平行金屬板，加上電壓；中間用虛線框表示的正三角形內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1，三角形底點(diǎn)A與下金屬板平齊，AB邊的中點(diǎn)P恰好在上金屬板的右端點(diǎn)；三角形區(qū)域AC右側(cè)也存在垂直紙面向里，范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2．現(xiàn)從左端沿中心軸線方向以v0射入一個(gè)重力不計(jì)的帶電微粒，微粒質(zhì)量m=1.0×10-10kg，帶電荷量q=-1.0×10-4C；帶電粒子恰好從P點(diǎn)垂直AB邊以速度v=2×105m/s進(jìn)入磁場(chǎng)，則
（1）求帶電微粒的初速度v0；
（2）若帶電微粒第一次垂直穿過(guò)AC，則求磁感應(yīng)強(qiáng)度B1及第一次在B1中飛行時(shí)間；
（3）帶電微粒再次經(jīng)AC邊回到磁場(chǎng)B1后，求
B2
B1
的取值在什么范圍可以使帶電微粒只能從BC邊穿出？
（1）微粒在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解知：
v0=vcos30°=
3
×105m/s
（2）設(shè)帶電微粒由P點(diǎn)垂直AB射入磁場(chǎng)，又垂直AC穿出，所以作以A點(diǎn)為圓心的圓弧，設(shè)勻速圓周運(yùn)動(dòng)半徑為R1，根據(jù)幾何關(guān)系有：
R1=
d
cos30°
=
20
3
3
cm
由qvB1=m
v2
R1
，
得：B1=
mv
qR1
=
3
T．
在磁場(chǎng)中飛行時(shí)間：t=
T
6
=
1
6
×
2πm
qB1
=
3
π
9
×10-6s
（3）再次經(jīng)AC邊回到磁場(chǎng)B1后不從AB邊穿出就一定從BC邊出磁場(chǎng)，所以當(dāng)軌跡剛好與AB邊相切時(shí)，設(shè)在B2中的半徑為R2．如圖所示，由幾何關(guān)系：
2R2=2R1-
R1
cos30°

R2=(1-
3
3
)R1
B2
B1
=
R1
R2
=
3+
3
2

所以只需要
B2
B1
≥
3+
3
2
即可
答：（1）帶電微粒的初速度為
3
×105m/s
（2）若帶電微粒第一次垂直穿過(guò)AC，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B1及第一次在B1中飛行時(shí)間為
3
π
9
×10-6s；
（3）帶電微粒再次經(jīng)AC邊回到磁場(chǎng)B1后，要
B2
B1
≥
3+
3
2
可以使帶電微粒只能從BC邊穿出
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，在直角坐標(biāo)系的第三象限有垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直向下的電場(chǎng)強(qiáng)度為E0的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一系列電荷量為q、質(zhì)量不同的帶負(fù)電的粒子（不計(jì)重力），沿與x軸平行的水平線通過(guò)第三象限電磁場(chǎng)進(jìn)入y軸右側(cè)垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)左邊界與y軸重合，磁場(chǎng)右邊界與y軸平行且與x軸交于P點(diǎn)，已知OP=L，磁場(chǎng)上下足夠長(zhǎng)．
（1）求這束帶電粒子速度的大小v；
（2）質(zhì)量滿足什么條件的帶電粒子能第2次從y軸通過(guò)？
（3）如果一種帶電粒子與磁場(chǎng)右邊界成60°角射出磁場(chǎng)，則帶電粒子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，在直角坐標(biāo)系xoy的第一、四象限區(qū)域內(nèi)存在兩個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)：垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)I、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)II，O、M、P、Q為磁場(chǎng)邊界和x軸的交點(diǎn)OM=MP=L．在第三象限存在沿y軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng)．一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子從電場(chǎng)中坐標(biāo)為（-2L，-L）的點(diǎn)以速度υ0沿+x方向射出，恰好經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O處射入?yún)^(qū)域I又從M點(diǎn)射出區(qū)域I（粒子的重力忽略不計(jì)）．
（1）求第三象限勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大小；
（2）求區(qū)域I內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；
（3）如帶電粒子能再次回到原點(diǎn)O，問(wèn)區(qū)域II內(nèi)磁場(chǎng)的寬度至少為多少？粒子兩次經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O的時(shí)間間隔為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

在電子顯像管內(nèi)部，由熾熱的燈絲發(fā)射出的電子在經(jīng)過(guò)一定的電壓加速后，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)區(qū)域，最后打到熒光屏上，當(dāng)所加的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零時(shí)，電子應(yīng)沿直線運(yùn)動(dòng)打在熒光屏的正中心位置．但由于地磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的影響，會(huì)出現(xiàn)在未加偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)電子束偏離直線運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，所以在精密測(cè)量?jī)x器的顯像管中常需要在顯像管的外部采取磁屏蔽措施以消除地磁場(chǎng)對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的影響．
已知電子質(zhì)量為m、電荷量為e，從熾熱燈絲發(fā)射出的電子（可視為初速度為零）經(jīng)過(guò)電壓為U的電場(chǎng)加速后，沿水平方向由南向北運(yùn)動(dòng)．若不采取磁屏蔽措施，且已知地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直向下分量的大小為B，地磁場(chǎng)對(duì)電子在加速過(guò)程中的影響可忽略不計(jì)．在未加偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的情況下，
（1）試判斷電子束將偏向什么方向；
（2）求電子在地磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度的大��；
（3）若加速電場(chǎng)邊緣到熒光屏的距離為l，求在地磁場(chǎng)的作用下使到達(dá)熒光屏的電子在熒光屏上偏移的距離．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，在矩形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=5.0×10-2T，矩形區(qū)域長(zhǎng)為
2
3
5
m，寬為0.2m，在AD邊中點(diǎn)O處有一放射源，某時(shí)刻，放射源沿紙面向磁場(chǎng)中各方向均勻地輻射出速率均為v=2×l06m/S的某種帶正電粒子，帶電粒子質(zhì)量m=1.6×10-27kg．電荷量為q=+3.2×l0-19C（不計(jì)粒子重力），求：
（1）帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為多大？
（2）從BC邊界射出的粒子中，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為多少？
（3）若放射源向磁場(chǎng)內(nèi)共輻射出了N個(gè)粒子，求從CD邊界射出的粒子有多少個(gè)？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示是說(shuō)明示波器工作原理的示意圖，已知兩平行板間的距離為d、板長(zhǎng)為l．電子經(jīng)電壓為U1的電場(chǎng)加速后從兩平行板間的中央處垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，設(shè)電子質(zhì)量為m、電量為e．求：
（1）經(jīng)電場(chǎng)加速后電子速度v的大��；
（2）要使電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度最大，兩平行板間的電壓U2應(yīng)是多大？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

在圖示區(qū)域中，x軸上方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里，x軸下方有一勻強(qiáng)電場(chǎng)．現(xiàn)有一質(zhì)子以速度v0由y軸上的A點(diǎn)沿y軸正方向射入磁場(chǎng)，質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后從C點(diǎn)與x軸成45°角進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，經(jīng)時(shí)間t原路返回再次進(jìn)入磁場(chǎng)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)．己知質(zhì)子質(zhì)量為m，電最為q，不計(jì)重力，磁場(chǎng)區(qū)域和電場(chǎng)區(qū)域足夠大．求：
（1）C點(diǎn)的x坐標(biāo)；
（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向；
（3）質(zhì)子第四次穿過(guò)x軸時(shí)的x坐標(biāo)．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示為某種質(zhì)譜儀的工作原理示意圖．此質(zhì)譜儀由以下幾部分構(gòu)成：粒子源N；P、Q間的加速電場(chǎng)；靜電分析器，即中心線半徑為R的四分之一圓形通道，通道內(nèi)有均勻輻射電場(chǎng)，方向沿徑向指向圓心O，且與圓心O等距的各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等；磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向外；膠片M．由粒子源發(fā)出的不同帶電粒子，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入靜電分析器，某些粒子能沿中心線通過(guò)靜電分析器并經(jīng)小孔S垂直磁場(chǎng)邊界進(jìn)入磁場(chǎng)，最終打到膠片上的某點(diǎn)．粒子從粒子源發(fā)出時(shí)的初速度不同，不計(jì)粒子所受重力．下列說(shuō)法中正確的是（　�。�
A．從小孔S進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子速度大小一定相等
B．從小孔S進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子動(dòng)能一定相等
C．打到膠片上同一點(diǎn)的粒子速度大小一定相等
D．打到膠片上位置距離O點(diǎn)越遠(yuǎn)的粒子，比荷越大

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（18分）如圖所示，回旋加速器D形盒的半徑為R，用來(lái)加速質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子，使質(zhì)子由靜止加速到能量為Ek，由A孔射出，求：

（1）加速器中勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的方向和大小；
（2）加速器中交變電場(chǎng)的周期；
（3）設(shè)兩D形盒間的加速電壓為U，質(zhì)子每次經(jīng)電場(chǎng)加速后能量增加，加速到上述能量所需時(shí)間（不計(jì)在電場(chǎng)中的加速時(shí)間）。

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同步練習(xí)冊(cè)答案