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坐标原点O处有一放射源,它向xOy平面内的x轴下方各个方向发射速度大小都是v0粒子,粒子的质量为m、电量为q;在0<y<d的区域内分布有指向y 轴正方向的匀强电场,在y≥d的区域内分布有垂直于xOy平面向里的匀强磁场,磁感应强度B=,ab为一块很大的平面感光板,在磁场内平行于x轴放置,如图所示。测得进入磁场的a粒子的速率均为2v0,观察发现此时恰好无粒子打到ab板上。(粒子的重力忽略不计)

  (1)求电场强度的大小;

  (2)求感光板到x轴的距离;

  (3)磁感应强度为多大时所有粒子均能打到板上?并求出此时ab板上被粒子打中的区域的长度。

解:(1)根据动能定理:   ------  (2分)

由于  可得: 场强大小为      ------  (1分)

(2)对于沿x轴负方向射出的粒子进入磁场时与x轴负方向夹角  ------ (1分)

其在电场中沿x方向的位移         ------ (2分)                                                 

易知若此粒子不能打到ab板上,则所有粒子均不能打到ab板,因此此粒子轨迹必与ab板相切      ------ (2分)

根据洛伦兹力提供向心力------(1分)

可得其圆周运动的半径 ------ (2分)

  ------ (1分)

  

(3)易知沿x轴正方向射出的粒子若能打到ab板上,则所有粒子均能打到板上。其临界情况就是此粒子轨迹恰好与ab板相切。可知此时   ------ (1分)

     ------ (1分)

磁感应强度为原来的,即当恰好所有粒子均能打到板上      ------ (1分)

ab板上被打中区域的长度         ------ (3分)

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

坐标原点O处有一放射源,它向xOy平面内的x轴下方各个方向发射速度大小都是v0的α粒子.α粒子的质量为m、电量为q;在0<y<d的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场,在y≥d的区域内分布有垂直于xOy平面向里的匀强磁场,磁感应强度B=
4mv0qd
,ab为一块很大的平面感光板,在磁场内平行于x
轴放置,如图所示.测得进入磁场的α粒子的速率均为2v0,观察发现此时恰好无粒子打到ab板上.(α粒子的重力忽略不计)
(1)求电场强度的大小;
(2)求感光板到x轴的距离;
(3)磁感应强度为多大时所有粒子均能打到板上?并求出此时ab板上被α粒子打中的区域的长度.

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科目:高中物理 来源:2012届辽宁省大连市、沈阳市高三第二次联合考试理科综合物理试题(带解析) 题型:计算题

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科目:高中物理 来源:2010-2011学年浙江省宁波十校高三联考理综物理部分 题型:计算题

如图所示,在xoy平面内,有以O′(R,0)为圆心,R为半径的圆形磁场区域,磁感应强度大小为B,方向垂直xoy平面向外,在y=R上方有范围足够大的匀强电场,方向水平向右,电场强度大小为E。在坐标原点O处有一放射源,可以在xoy平面内向y轴右侧(x>0)发射出速率相同的电子,已知电子在该磁场中的偏转半径也为R,电子量为e,质量为m。不计重力及阻力的作用。

    (1)求电子射入磁场时的速度大小;

    (2)速度方向沿x轴正方向射入磁场的电子,求它到达y轴所需要的时间;

    (3)求电子能够射到y轴上的范围。

 

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

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    (1)求电场强度的大小;

    (2)求感光板到x轴的距离;

    (3)磁感应强度为多大时所有粒子均能打到板上?并求出此时ab板上被粒子打中的区域的长度。

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