精英家教网 > 高中物理 > 题目详情


如图11所示,在真空区域内,有宽度为L的匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直纸面向里,MNPQ是磁场的边界。质量为m,带电量为-q的粒子,先后两次沿着与MN夹角为θ(0<θ<90º)的方向垂直磁感线射入匀强磁场B中,第一次,粒子是经电压U1加速后射入磁场,粒子刚好没能从PQ边界射出磁场。第二次粒子是经电压U2加速后射入磁场,粒子则刚好垂直PQ射出磁场。不计重力的影响,粒子加速前速度认为是零,求:
小题1:为使粒子经电压U2加速射入磁场后沿直线运动,直至射出PQ边界,可在磁场区域加一匀强电场,求该电场的场强大小和方向。
小题2:加速电压的值。

小题1:        
小题2:                          

小题1: (1)如图答1所示,经电压加速后以速度射入磁场,粒子刚好垂直PQ射出磁场,可确定粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心在PQ边界线的O点,半径与磁场宽L的关系式为

 (2分),又 (2分),解得 (2分)
加匀强电场后,粒子在磁场中沿直线运动射出PQ边界的条件为Eq=Bq(2分),电场力的方向与磁场力的方向相反。 (2分)
由此可得出,E的方向垂直磁场方向斜向右下(2分),与磁场边界夹角为(2分),如图答2所示。
小题2:
经电压加速后粒子射入磁场后刚好不能从PQ边界射出磁场,表明在磁场中做匀速圆周运动的轨迹与PQ边界相切,要确定粒子做匀速圆周运动的圆心O的位置,如图答3所示,圆半径与L的关系式为:  (2分)
,解得  (2分)
由于,所以  (2分
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(18分)如图所示,P1P2为一水平面,其上方紧贴放置一对竖直正对的带电金属板M、N,其下方紧贴放置一内壁光滑的半圆形绝缘轨道ADC,绝缘轨道ADC位于竖直平面内,右端A恰在两板的正中央处,N板上开有小孔B,孔B到水平面P1P2的距离为绝缘轨道直径的2/3倍。设仅在M、N两板之间存在匀强电场。现在左端C的正上方某一位置,将一质量为m、电荷量为q的小球由静止释放,经过绝缘轨道CDA后从A端竖直向上射入两板间,小球能从B孔水平射出,并恰好落到C端。整个过程中,小球的电荷量不变,孔B的大小及小球直径均可忽略,重力加速度为g。求:

(1)板间电场强度E;
(2)小球运动到绝缘轨道的最低点D时对轨道的压力大小。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,匀强电场方向沿x轴的正方向,场强为E。在Ad,0)点有一个静止的中性微粒,由于内部作用,某一时刻突然分裂成两个质量均为m的带电微粒,其中电荷量为q的微粒1沿y轴负方向运动,经过一段时间到达(0,-d)点。不计重力和分裂后两微粒间的作用。试求
(1)分裂时两个微粒各自的速度;
(2)当微粒1到达(0,-d)点时,电场力对微粒1做功的瞬间功率;
(3)当微粒1到达(0,-d)点时,两微粒间的距离。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,质量相同的两个带电粒子PQ以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间匀强电场中,P从两极板正中央射入,Q从下极板边缘处射入,它们最后打在同一点(重力不计),则从开始射入到打到上板的过程中(  )
A.它们运动的时间
B.它们运动的加速度
C.它们所带的电荷量之比
D.它们的动能增加量之比

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图所示,绝缘水平面AB与倾角为θ=53o绝缘斜面BC相连,处于在水平向右,场强为E的匀强电场中,将一质量为m,电荷量为+q的带电滑块自P点先后以v0和3v0平行斜面抛出(不计空气阻力),并经历时间t1和t2先后落在水平面AB内和斜面BC上,已知,物块的带电量为q=,设=k,则k的值可能为(          )
         B         C            D   

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(16分)如图甲所示,M和N是相互平行的金属板,OO1O2为中线,O1为板间区域的中点,P是足够大的荧光屏.带电粒子连续地从O点沿OO1方向射入两板间.

(1)若只在两板间加恒定电压U,M和N相距为d,板长为L(不考虑电场边缘效应).若入射粒子是电量为e、质量为m的电子,试求能打在荧光屏P上偏离点O2最远的电子的动能.
(2)若两板间只存在一个以O1点为圆心的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里,已知磁感应强度B=0.50T,两板间距d=cm,板长L=1.0cm,带电粒子质量m=2.0×10-25kg,电量q=8.0×10-18C,入射速度v =×105m/s.若能在荧光屏上观察到亮点,试求粒子在磁场中运动的轨道半径r,并确定磁场区域的半径R应满足的条件.
(3)若只在两板间加如图乙所示的交变电压u,M和N相距为d,板长为L(不考虑电场边缘效应).入射粒子是电量为e、质量为m的电子.某电子在t0=时刻以速度v0射入电场,要使该电子能通过平行金属板,试确定U0应满足的条件.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)如图17所示,质量为m=5×10-8 kg的带电粒子以v0=2 m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B中央飞入电场,已知板长L=10 cm,板间距离d=2 cm,当A、B间加电压UAB=103 V时,带电粒子恰好沿直线穿过电场(设此时A板电势高).求:

(1)带电粒子的电性和所带电荷量;                              
(2)A、B间所加电压在什么范围内带电粒子能从板间飞出?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,质子和粒子以相同初动能沿垂直场强方向射入带电金属板间的电场中,从两板另一侧射出时[  ]
A.质子动能增量较大,粒子动量增量较大
B.粒子动能增量较大,质子动量增量较大
C.粒子动能增量和动量增量都较大
D.质子动能增量和动量增量都较大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

有两个带电量相等的平行板电容器A和B,它们的正对面积之比SA∶SB=3∶1,板长之比∶lA∶lB=2∶1,两板距离之比dA∶dB=4∶1,两个电子以相同的初速度沿与场强垂直的方向分别射入两电容器的匀强电场中,并顺利穿过电场,求两电子穿越电场的偏移距离之比。

查看答案和解析>>

同步练习册答案