如图所示,左侧装置内存在着匀强磁场和方向竖直向下的匀强电场,装置上下两极板问电势差为U,间距为L;右侧为“台形”匀强磁场区域ACDH,其中,AH//CD, =4L。一束电荷量大小为q、质量不等的带电粒子(不计重力、可视为质点),从狭缝S1射入左侧装置中恰能沿水平直线运动并从狭缝S2射出,接着粒子垂直于AH、由AH的中点M射入“台形”区域,最后全部从边界AC射出。若两个区域的磁场方向均水平(垂直于纸面向里)、磁感应强度大小均为B,“台形”宽度=L,忽略电场、磁场的边缘效应及粒子间的相互作用。
(1)判定这束粒子所带电荷的种类,并求出粒子速度的大小;
(2)求出这束粒子可能的质量最小值和最大值;
(3)求出(2)问中偏转角度最大的粒子在“台形”区域中运动的时间。
(1)(2),(3)
【解析】
试题分析:(1)由于粒子在“台形”磁场中从边界AC射出,可知粒子带正电
由于粒子在左侧正交电磁场中沿直线通过,且洛伦兹力不做功,故粒子速率不变
故有:,而,所以
(2)在台形区域内,粒子匀速圆周运动,根据牛顿第二定律,有
由上式知:当粒子质量最小时,R最小,粒子运动轨迹恰好与AC相切,如图,
当粒子质量有最大值时,R最大,粒子运动轨迹恰好过C点,如图
根据几何关系有,所以
因为,所以是等边三角形,
解得:,
(3)粒子运动周期
粒子沿质量最小时的轨迹运动时对应圆心角最大,有
解得
考点:考查了带电粒子在复合场中的运动,在有界磁场中的运动
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A、观察时应当在火焰的同侧面向薄膜观察火焰的像 | B、观察时应当在火焰的异侧透过薄膜观察火焰的像 | C、将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转90°,干涉条纹保持原形状不变 | D、将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转90°,干涉条纹也将同方向旋转90° |
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科目:高中物理 来源:2010-2011学年河南省卫辉市高三上学期第四次月考(理综)物理部分 题型:选择题
用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图中左侧是洒有食盐的酒精灯火焰,右侧是竖立的附着一层肥皂薄膜的金属丝圈,关于该实验,下列说法正确的是
A.观察时应当在火焰的同侧面向薄膜观察火焰的象
B.观察时应当在火焰的异侧透过薄膜观察火焰的象
C.将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转90°,干涉条纹保持原形状不变
D.将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转90°, 干涉条纹也将同方向旋转90°
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科目:高中物理 来源:2011年贵州省毕节地区黔西一中高考物理模拟试卷(二)(解析版) 题型:解答题
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