(10分)如图所示,某区域存在着竖直向下的匀强电场,一个质量为m,电荷量为q的带电粒子以水平方向的初速度v0由O点射入该区域,粒子作类平抛运动刚好通过竖直平面中的P点,已知连线OP长为L,与初速度方向的夹角为。不考虑带电粒子的重力大小,试求:
(1)判断带电粒子的电性和带电粒子在电场中运动的加速度
(2)匀强电场的场强大小
(3)OP两点的电势差
科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(20分)一半径R=0.6m的金属圆筒有一圈细窄缝,形状如图所示。圆筒右侧与一个垂直纸面向里的有界匀强磁场相切于P,圆筒接地,圆心O处接正极,正极与圆筒之间的电场类似于正点电荷的电场,正极与圆筒之间电势差U可调。正极附近放有一粒子源(粒子源与正极O间距离忽略不计)能沿纸面向四周释放比荷q/m=1.5×l05C/kg的带正电粒子(粒子的初速度、重力均不计)。带电粒子经电场加速后从缝中射出进入磁场,已知磁场宽度d=0.4m,磁感应强度B=0.25T。
(1)若U=750V,求:①粒子达到细缝处的速度;②若有一粒子在磁场中运动的时间最短,求此粒子飞出磁场时与右边界的夹角大小。
(2)只要电势差U在合适的范围内变化,总有从向沿某一方向射出粒子经过磁场后又回到O处,求电势差U合适的范围。
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
一个带电粒子只在电场力作用下通过匀强电场中的a、b两点,一组平行的带箭头的实线表示匀强电场的电场线,如图所示。已知带电粒子通过a、b两点的速度大小分别是5 m/s和3 m/s,粒子的质量是100 g,a、b两点的电势差为80 V。
(1)试判断带电粒子所带电荷的种类。
(2)带电粒子所带的电荷量。
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(8分)电子自静止开始经M、N板间的电场加速后从A点垂直于磁场CD边界射入右侧范围足够大,磁感应强度为B的匀强磁场中,经过一段时间电子经过CD边界上的P点(图中未画出),如图所示。已知AP间的距离为d,电子的质量为m,电量为e)求:
(1)电子在磁场中运动时的圆周半径;
(2)电子在磁场中的运动时间;
(3)M、N板间的电压。
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(10分)如图所示,直角坐标系xoy位于竖直平面内,在x>0的区域内有电场强度大小E = 4N/C、方向沿y轴正方向的条形匀强电场,其宽度d =2m。一质量m = 6.4×10-27kg、电荷量q = -3.2×10-19C的带电粒子从P点,其坐标为(0 , 1m)以速度V = 4×104m/s,沿x轴正方向进入电场,经电场偏转最终通过x轴上的Q点(图中未标出),不计粒子重力。求:
(1)当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标;
(2)若只改变上述电场强度的大小,且电场左边界的横坐标x′处在范围内,要求带电粒子仍能通过Q点,求此电场左边界的横坐标x′与电场强度的大小E′的函数关系。
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(8分)水平放置的两块平行金属板长L=5.0cm,两板间距d=1.0cm,两板间电压为90v,且上板为正,一个电子沿水平方向以速度v0=2.0×107m/s,从两板中间射入,如图,求:(电子质量m=9.01×10-31kg)
(1)电子飞出电场时沿垂直于板方向偏移的距离是多少?
(2)电子飞出电场时的垂直于板方向的速度是多少?
(3)电子离开电场后,打在屏上的P点,若S=10cm,求OP的长?
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
如图所示,有一质子(质量为m,电荷量为e)由静止开始经电压为U1的电场加速后,进入两块板间距离为d,板间电压为U2的平行金属板间,若质子从两板正中间垂直电场方向射入偏转电场,并且恰能从下板右边缘穿出电场。
求:(1)质子刚进入偏转电场U2时的速度;
(2)质子在偏转电场U2中运动的时间和金属板的长度;
(3)质子穿出偏转电场时的动能。
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如图甲所示,边长为L的正方形区域ABCD内有竖直向下的匀强电场,电场强度为E,与区域边界BC相距L处竖直放置足够大的荧光屏,荧光屏与AB延长线交于O点。现有一质量为m,电荷量为+q的粒子从A点沿AB方向以一定的初速进入电场,恰好从BC边的中点P飞出,不计粒子重力。
(1)求粒子进入电场前的初速度的大小?
(2)其他条件不变,增大电场强度使粒子恰好能从CD边的中点Q飞出,求粒子从Q点飞出时的动能?
(3)现将电场(场强为E)分成AEFD和EBCF相同的两部分,并将EBCF向右平移一段距离x(x≤L),如图乙所示。设粒子打在荧光屏上位置与0点相距y,请求出y与x的关系?
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