【題目】如圖所示,帶電粒子由靜止開始經(jīng)電壓為U1的電場加速后,射入水平放置,電勢差為U2的兩導體板間的勻強電場中,帶電粒子沿平行于兩板水平方向從兩板正中間射入,穿過兩板后又垂直于磁場方向射入邊界線豎直的勻強磁場中,設粒子射入磁場的位置為M、射出磁場的位置為NMN兩點間的距離為d,(不計重力,不考慮邊緣效應)( 。

A.比荷不同的粒子射入磁場的位置M不同

B.MN兩點間的距離

C.粒子在磁場中運動軌跡與U2有關,但d的大小與U2無關

D.粒子在電場中運動的時間與粒子的比荷及加速電壓U1和偏轉(zhuǎn)電壓U2有關

【答案】BC

【解析】

A.粒子在加速電場中

解得

設偏轉(zhuǎn)電場中的極板長度為L,平行板電容器間距為b,粒子在偏轉(zhuǎn)電場中的運動時的偏轉(zhuǎn)位移為y,則有

由此可見粒子射出電場的偏轉(zhuǎn)位移與比荷無關,比荷不同的粒子射入磁場的位置M相同,故A錯誤。

B.帶電粒子在電場中做類平拋運動,可將射出電場的粒子速度v分解成初速度方向與加速度方向,設出射速度與水平夾角為θ,則有

而在磁場中做勻速圓周運動,設運動軌跡對應的半徑為R,由幾何關系可得,半徑與直線MN夾角正好等于θ,根據(jù)幾何關系

解得

帶電粒子在勻強磁場中運動的半徑為

解得

B正確。
C.粒子進入磁場,由動能守恒可得

解得

根據(jù)上述計算結(jié)果為

可知粒子在磁場中運動軌跡與U2有關,但d的大小與U2無關,故C正確。
D.設加速電場極板間間距為c,加速電場的電場力提供加速度為

可得,粒子在加速電場中運動的時間為

粒子在偏轉(zhuǎn)電場中的運動的時間為

所以粒子在電場中運動的時間與粒子的比荷及加速電壓U1有關,和偏轉(zhuǎn)電壓U2無關,故D錯誤。

故選BC

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A.B.C.D.

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A.B.

C.D.

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A.小球a、b組成的系統(tǒng)機械能守恒

B.小球b在下落過程中機械能守恒

C.小球b在下落過程中動能先增大后減小

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(1)先采用圖甲所示裝置,用小錘打擊彈性金屬片,金屬片把球A沿水平方向彈出,同時B球被松開自由下落,觀察到兩球同時落地。改變小錘打擊力的大小,即可改變球A被彈出時的速度,兩球仍然同時落地,這說明_________。

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C.擺球的周期為

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1)求粒子的初速度的大;

2)控制II區(qū)磁場的大小使得粒子第一次射出該磁場時,速度方向與ON夾角都為45°的關系;

3)在第2小題的條件下,僅分析的粒子射入圓形磁場,當該粒子進入II區(qū)磁場時,立即在IV區(qū)加上豎直向上,場強大小的電場,粒子能打在水平線ON上的D點,D點與N點距離L=2m。若粒子在III,IV區(qū)運動過程中不再回到II區(qū)磁場。求III區(qū)磁場磁感應強度大小。

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