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(10分)如图所示,在平面直角坐标系xoy中,第一象限内有一边长为L的等边三角形区域(其AO边与y轴重合、一个顶点位于坐标原点O),区域内分布着垂直纸面的匀强磁场;第二象限内分布着方向竖直向下的匀强电场。现有质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(不计重力),以速度v垂直OC边从三角形OC边中点垂直射入磁场,并垂直y轴进入电场,最后从x轴上的某点离开电场,已知粒子飞出电场时,其速度方向OC边平行。求:

(1)粒子在磁场中运动的时间;
(2)匀强电场的场强大小。
(1)(2)

试题分析:由题可知带电粒子运动轨迹如图,设粒子在磁场中的运动半径为r、周期为T,则:   

                 
             
   
带电粒子在磁场中运动时间:   
 
(2)设粒子在电场中运动时间为,粒子在电场中的运动,由题意得:
    
                
    

点评:此类题型考察了带电粒子在电场中类偏转,并考察了带电粒子在磁场中的偏转,其关键问题在于找出其轨迹,从而确定圆心角和线段与半径的几何关系。
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,初速为零的电子经电压U1加速后,垂直进入偏转电场偏转,离开偏转电场时侧向位移是y.偏转板间距离为d,偏转电压为U2,板长为L。为了使得电子离开偏转电场时侧向位移y增大,可采用下面哪些办法(  )
A.增大偏转电压U2 B.减小板长L
C.减小板间距离dD.增大加速电压U1

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图1所示,在两平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力),当两板间加上如图2所示的交变电压后,能使电子有可能做往返运动的电压是(   )

图1

图2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)一个初速度为零的电子在U1=45V的电压作用下得到一定速度后垂直于平行板间的匀强电场飞入两板间的中央,如图所示。若平行板间的距离d=1cm,板长l=1.5cm,电子的电荷量e="1.6×10" -19C,电子的质量m="9×10" -31kg,求:

(1)电子进入平行板间的速度v0多大?
(2)若电子恰能沿平行板右边缘射出,加在平行板上的电压U2为多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,电量Q为固定的正点电荷,A、B两点在Q的正上方和Q相距分别为 h和0.25 h,将另一点电荷从 A点由静止释放,运动到B点时速度正好又变为零。若此电荷在A点处的加速度大小为,试求:

(1)此电荷在B点处的加速度。
(2)A、B两点间的电势差(用Q和h表示)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度.现有一电荷量,质量的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点处由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C,然后落至水平轨道上的D点.取.试求:
(1)带电体在圆形轨道C点的速度大小;
(2)D点到B点的距离
(3)带电体从p点运动到B点的过程中,摩擦力做的功.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

两个半径均为R的圆形平板电极,平行正对放置,相距为d,极板间的电势差为U,板间电场可以认为是均匀的。一个粒子(42He)从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间,到达负极板时恰好落在极板中心。已知质子电荷为e,质子和中子的质量均视为m,忽略重力和空气阻力的影响,求:
(1)极板间的电场强度E;
(2)粒子在极板间运动的加速度a;
(3)粒子的初速度v0

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示的电路中,电源电动势E=24V、内阻r=1Ω,定值电阻R1=15Ω。水平放置的平行金属板AB间距d=40cm,上板A开一小孔。合上电键,适当调整R2的有效阻值,然后让一个质量m=0.02kg、带电量q=-0.01C的小球a从距小孔正上方高h=10cm处自由下落,当a刚进入小孔时,另一小球b(质量、电量与小球a的完全相同)恰好从两板的正中央水平飞入,两球同时打在小孔正下方B板上的P点。小球视为质点,小球间的作用力及空气阻力均忽略不计,g=10m/s2.求:

(1)小球a刚进入小孔时的速度V0
(2)两板间的电势差UAB
(3)滑动变阻器的有效阻值

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

相距很近的平行板电容器,在两板中心各开有一个小孔,如图甲所示,靠近A板的小孔处有一电子枪,能够持续均匀地发射出电子,电子的初速度为v0,质量为m,电量为-e,在AB 两板之间加上图乙所示的交变电压,其中0< k <1,;紧靠B 板的偏转电场电压也等于U0 ,板长为L,两板间距为d,距偏转极板右端处垂直放置很大的荧光屏PQ。不计电子的重力和它们之间的相互作用,电子在电容器中的运动时间可以忽略不计。

(1)在0—T 时间内,荧光屏上有两个位置会发光,试求这两个发光点之间的距离。(结果用L、d 表示,第2 小题亦然)
(2)只调整偏转电场极板的间距(仍以虚线为对称轴),要使荧光屏上只出现一个光点,极板间距应满足什么要求?
(3)撤去偏转电场及荧光屏,当k 取恰当的数值,使在0—T 时间内通过电容器B 板的所有电子,能在某一时刻形成均匀分布的一段电子束,求k 值。

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