(18分) 如圖，左邊矩形區(qū)域內(nèi)，有場強(qiáng)為E0的豎直向下的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，電荷量為q、質(zhì)量不同的帶正電的粒子(不計(jì)重力)，沿圖中左側(cè)的水平中線射入，并水平穿過該區(qū)域，再垂直射入右邊磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，該區(qū)域磁場邊界為AA/、BB/,方向垂直紙面向外，左右寬為a，上下足夠長。

（1）求帶電粒子速度的大小v；
（2）如果帶電粒子都能從AA/邊界垂直進(jìn)入后又返回到AA/邊界，則帶電粒子的質(zhì)量在什么范圍？
（3）如果帶電粒子能與BB/邊界成600角射出磁場區(qū)域（該點(diǎn)未畫出），則該帶點(diǎn)粒子的質(zhì)量是多少？
（1）（2）（3）

試題分析：（1）矩形區(qū)域是速度選擇器，由力的平衡條件，可得,解得
（2）如果帶電粒子都能從的邊界出來，則帶電粒子在磁場區(qū)域中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)最大的軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系，有：，
帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律，有：，聯(lián)立可得,即帶電粒子能從三角形的豎直線上向左射出，則帶電粒子的質(zhì)量

（3）如果帶電粒子都能與成60°射出，如圖，根據(jù)幾何關(guān)系
則帶電粒子在三角形區(qū)域中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)最大的軌跡如圖中Ⅱ所示（Q點(diǎn)與右上邊相切）。由幾何關(guān)系，有：
帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律，有：，聯(lián)立可得
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（12分）如右圖所示，PQ是兩塊平行金屬板，上極板接電源正極，兩極板之間的電壓為U=1．2×104V，一帶負(fù)電的粒子通過P極板的小孔以速度v0=2．0×104m/s垂直金屬板飛入，通過Q極板上的小孔后，垂直AC邊經(jīng)中點(diǎn)O進(jìn)入邊界為等腰直角三角形的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1．0T，邊界AC的長度為L=1．6m，粒子比荷=5×104C/kg，不計(jì)粒子的重力。求：

（1）粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速度大小；
（2）粒子經(jīng)過磁場邊界上的位置到B點(diǎn)的距離以及在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，在xOy坐標(biāo)系中，y>0的范圍內(nèi)存在著沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場；在y<0的范圍內(nèi)存在著垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(方向未畫出)。已知OA＝OC＝CD＝DE＝EF＝L，OB＝L�，F(xiàn)在一群質(zhì)量為m、電荷量大小為q(重力不計(jì))的帶電粒子，分布在A、B之間。t＝0時(shí)刻，這群帶電粒子以相同的初速度v0沿x軸正方向開始運(yùn)動(dòng)。觀察到從A點(diǎn)出發(fā)的帶電粒子恰好從D點(diǎn)第一次進(jìn)入磁場，然后從O點(diǎn)第一次離開磁場。

(1)試判斷帶電粒子所帶電荷的正負(fù)及所加勻強(qiáng)磁場的方向；
(2)試推導(dǎo)帶電粒子第一次進(jìn)入磁場的位置坐標(biāo)x與出發(fā)點(diǎn)的位置坐標(biāo)y的關(guān)系式；
(3)試求從A點(diǎn)出發(fā)的帶電粒子，從O點(diǎn)第一次離開磁場時(shí)的速度方向與x軸正方向的夾角θ。(圖中未畫出)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示，一個(gè)質(zhì)量m=2.0×10-11kg、電荷量q=1.0×10-5C的帶電粒子（重力忽略不計(jì)），從靜止開始經(jīng)U1=100V電場加速后，沿兩平行金屬板間中線水平進(jìn)入電壓U2=100V的偏轉(zhuǎn)電場，帶電粒子從偏轉(zhuǎn)電場射出后，進(jìn)入垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁場的左右邊界均與偏轉(zhuǎn)電場的金屬板垂直。已知偏轉(zhuǎn)電場金屬板長L=20cm、兩板間距，勻強(qiáng)磁場的寬度D=10cm。求：

（1）帶電粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度v0；
（2）帶電粒子射出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)速度v的大小和方向；
（3）為了使帶電粒子不從磁場右邊界射出，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值B。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一帶電粒子從平行帶電金屬板左側(cè)中點(diǎn)垂直于電場線以速度v0射入電場中，恰好能從下板邊緣以速度v1飛出電場．若其它條件不變，在兩板間加入垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，該帶電粒子恰能從上板邊緣以速度v2射出．不計(jì)重力，則
A．2v0= v1+v2B．v0=C．v0=D．v0<v1=v2

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（15分）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：垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場Ⅰ、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場Ⅱ，O、M、P、Q為磁場邊界和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. 一質(zhì)量為帶電量為的帶電粒子從電場中坐標(biāo)為（-2L，-L）的點(diǎn)以速度v0沿+x方向射出，恰好經(jīng)過原點(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)電場場強(qiáng)E的大��；
（2）求區(qū)域Ⅰ內(nèi)勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；
（3）如帶電粒子能再次回到原點(diǎn)O，問區(qū)域Ⅱ內(nèi)磁場的寬度至少為多少？粒子兩次經(jīng)過原點(diǎn)O的時(shí)間間隔為多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（17分）如圖所示，在xoy平面直角坐標(biāo)系的第一象限有射線OA，OA與x軸正方向夾角為30°，OA與y軸所夾區(qū)域內(nèi)有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場E1，第二象限存在水平向右的勻強(qiáng)電場E2（未知），其它區(qū)域存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場。有一質(zhì)量為m、電量為q的帶正電粒子，從y軸上的P點(diǎn)沿著x軸正方向以初速度v0射入電場，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后經(jīng)過Q點(diǎn)垂直于射線OA進(jìn)入磁場，經(jīng)磁場垂直x軸進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場E2，過y軸正半軸上的P點(diǎn)再次進(jìn)入勻強(qiáng)電場E1，已知OP=h，不計(jì)粒子重力，求：
 
(1)粒子經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的速度大小；
(2)勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度E1的大小；
(3)粒子從Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)所用的時(shí)間。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示, 一塊長度為a、寬度為b、厚度為d的金屬導(dǎo)體, 當(dāng)加有與側(cè)面垂直的勻強(qiáng)磁場B, 且通以圖示方向的電流I時(shí), 用電壓表測得導(dǎo)體上、下表面M、N間電壓為U. 已知自由電子的電荷量為e. 下列說法中正確的是(　　)
A．M板比N板電勢高
B．導(dǎo)體單位體積內(nèi)自由電子數(shù)越多, 電壓表的示數(shù)越大
C．導(dǎo)體中自由電子定向移動(dòng)的速度為v=U/Bd
D．導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（12分）如圖所示，在x軸上方有垂直于x0y平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。在x軸下方有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為E，一質(zhì)量為m，電荷量為-q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)沿著y軸正方向射出，射出之后，第三次到達(dá)x軸時(shí)，它與點(diǎn)O的距離為L，不計(jì)粒子所受重力。求：

（1）此粒子射出的速度v；
（2）運(yùn)動(dòng)的總路程X。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案