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(8分)如图所示,相距为d的虚线AB、CD之间存在着水平向左的、场强为E的匀强电场,M、N是平行于电场线的一条直线上的两点,紧靠CD边界的右侧有一O点,与N点相距为l,在O点固定一电荷量为(k为静电力常量)的正点电荷,点电荷产生的电场只存在于CD边界的右侧。今在M点释放一个质量为m、电量为-e的电子(重力不计)。求:

(1)电子经过N点时的速度大小。
(2)判断电子在CD右侧做什么运动,并求出电子从M点释放后经过N点的时间。
(1) (2)
 

试题分析:(1)设电子经过N点时的速度为v,根据动能定理,有
     2分
解得       1分
(2)设电子经N点进入点电荷电场后,由计算可知库仑力恰好提供向心力,所以电子在点电荷的电场中做半径为l的匀速圆周运动,再次进入匀强电场减速后沿原路返回,以后做周期性运动,如图所示    1分

电子第一次经过N点时的时间为t1    1分
电子在点电荷的电场中做圆周运动的周期T:    1分
电子第二次经过N点的时间t2     1分
电子第三次经过N点的时间t3    1分
电子第四次经过N点的时间t4   分
所以电子经过N点的时间为:
   分
    1分
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(18分)如图所示,位于A板附近的放射源P连续释放出质量分别为m和2m、电荷量均为+q的a、b两种粒子,它们从静止开始经极板A、B间电场加速后,沿中心轴线方向进入平行极板M、N间的偏转电场,飞出偏转电场后进入右侧的有界匀强磁场,最后打在位于磁场边界上的荧光屏上并产生光斑(荧光屏的下端位于中心轴线上).已知A、B问电压为;极板M、N长为L,间距为,也板间电压为,磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里,磁场的左边界与中心轴线垂直.不计粒子的重力及其相互间的作用.求

(1)两种粒子射入偏转电场时的初速度;
(2)两种粒子离开偏转电场时的偏转距离和偏转角度的正切值;
(3)实验发现,荧光屏上出现了两个光斑,求这两个光斑间的距离.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图所示,电容器两极板相距为d,两端电压为U,板间匀强磁场磁感应强度为B1,一束带正电的粒子从图示方向射入,穿过电容器后进入另一匀强磁场B2,结果分别打在a、b两点,两点间的距离为,由此可知,打在两点的粒子质量差上=___ _(均带电量为q的正电荷)。

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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,在第二象限内有水平向右的匀强电场,在第一、第四象限内分别存在匀强磁场,磁感应强度大小相等,方向如图所示.现有一个带电粒子在该平面内从X轴上的P点,以垂直于X轴的初速度进入匀强电场,恰好经过y轴上的Q点且与y轴成450角射出电场,再经过一段时间又恰好垂直于X轴进入下面的磁场.已知OP之间的距离为d(不计粒子的重力)求:

(1)Q点的坐标;
(2)带电粒子自进入电场至在磁场中第二次经过X轴的时间.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,平行板间有互相垂直的匀强电场和匀强磁场,重力不计的带电粒子沿平行于极板方向从左侧射入,从右侧离开场区时动能比初动能小了些,为了使它离开场区时的动能比初动能大,可以(      )
A.增大粒子进入场区时的初速度
B.改变带电粒子的带电性质
C.减小磁场的磁感应强度
D.增加两板间的电压

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(14分)如图所示,竖直平面内有两光滑金属圆轨道,平行正对放置,直径均为d,电阻不计。某金属棒长L、质量m、电阻r,放在圆轨道最低点MM' 处,与两导轨刚好接触。两圆轨道通过导线与电阻R相连。空间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B。现使金属棒获得垂直纸面向里的初速度vo,当其沿圆轨道滑到最高点NN' 处时,对轨道恰无压力(滑动过程中金属棒与圆轨道始终接触良好)。重力加速度为g,求:

(1)金属棒刚获得垂直纸面向里的初速度时,判断电阻R中电流的方向;
(2)金属棒到达最高点NN' 处时,电路中的电功率;
(3)金属棒从MM' 处滑到NN' 处的过程中,电阻R上产生的焦耳热。       

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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,质量为m、带电荷量为+q的粒子,从两平行电极板正中央垂直电场线和磁感线以速度v飞入.已知两极间距为d,磁感应强度为B,这时粒子恰能沿直线穿过电场和磁场区域.今将磁感应强度增大到某值,则粒子将落到极板上.已知粒子重力不计,则粒子落到极板上时的动能为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(17分)如图所示,串联阻值为R的闭合电路中,边长为L的正方形区域abcd存在一个方向垂直纸面向外、磁感应强度均匀增加且变化率为的匀强磁场,abcd的电阻值也为R,其他电阻不计.电阻两端又向右并联一个平行板电容器.在靠近M板处由静止释放一质量为m、电量为+q的带电粒子(不计重力),经过N板的小孔P进入一个垂直纸面向内、磁感应强度为B的圆形匀强磁场,已知该圆形匀强磁场的半径为.求:

(1)电容器获得的电压;
(2)带电粒子从小孔P射入匀强磁场时的速度;
(3)带电粒子在圆形磁场中运动的轨道半径和它离开磁场时的偏转角.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(18分)有一个1000匝的矩形线圈,两端通过导线与平行金属板AB相连(如图所示),线圈中有垂直纸面向外的匀强磁场;已知AB板长为,板间距离为。当穿过线圈的磁通量增大且变化率为时,有一比荷为的带正电粒子以初速度从上板的边缘射入板间,并恰好从下板的边缘射出;之后沿直线MN运动,又从N点射入另一垂直纸面向外磁感应强度为的圆形匀强磁场区(图中未画出),离开圆形磁场时速度方向偏转了。不计带电粒子的重力。试求

(1)AB板间的电压
(2)的大小
(3)圆形磁场区域的最小半径

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