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(1)若粒子恰好垂直于EC边射出磁场,求磁场的磁感应强度B为多少?
(2)改变磁感应强度的大小,粒子进入磁场偏转后能打到ED板,求粒子从进入磁场到第一次打到ED板的最长时间是多少?
(3)改变磁感应强度的大小,可以再延长粒子在磁场中的运动时间,求粒子在磁场中运动的极限时间。(不计粒子与ED板碰撞的作用时间。设粒子与ED板碰撞前后,电量保持不变并以相同的速率反弹)

(1)(2)(3)
(1)依题意,粒子经电场加速射入磁场时的速度为v
  (2分)
  ………………①
粒子在磁场中做匀速圆周运动其圆心在E点,如图所示,半径 …………②


 
   由洛仑兹力提供向心力:

      …………③
由①②③式得:
   (2分)


 
 

 (2)粒子速率恒定,从进入磁场到第一次打到ED板的圆周轨迹到EC边相切时,路程最长,运动时间最长。如图,设圆周半径为r2
     由图中几何关系:
   (2分)
得:
   ………………④
最长时间
   ………………⑤  (2分)
由①④⑤式得:     (2分)
(3)设粒子运动圆周半径为r,越小,最后一次打到ED板的点越靠近E端点,在磁场中圆周运动累积路程越大,时间越长。当r为无穷小,经过n个半圆运动,最后一次打到E点。有:


 
      ………………⑥  (1分)

   圆周运动周期:
  …………⑦ (1分)
最长的极限时间
  …………⑧ (1分)
由⑥⑦⑧式得:
   (1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

如图所示,左侧为两块长为L=10cm,间距cm的平行金属板,加U=的电压,上板电势高;现从左端沿中心轴线方向入射一个重力不计的带电微粒,微粒质量m=10-10kg,带电量q=+10-4C,初速度v0=105m/s;中间用虚线框表示的正三角形内存在垂直纸面向里的匀强磁场B1,三角形的上顶点A与上金属板平齐,BC边与金属板平行,AB边的中点P1恰好在下金属板的右端点;三角形区域的右侧也存在垂直纸面向里,范围足够大的匀强磁场B2,且B2=4B1;求;
小题1:带电微粒从电场中射出时的速度大小和方向;
小题2:带电微粒进入中间三角形区域后,要垂直打在AC边上,则该区域的磁感应强度B1是多少?
小题3:画出粒子在磁场中运动的轨迹,确定微粒最后出磁场区域的位置。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图21所示,第四象限内有互相正交的匀强电场E与匀强磁场B1,E的大小为1.5×103V/m,Bl大小为0.5T;第一象限的某个矩形区域内,有方向垂直纸面的匀强磁场B2,磁场的下边界与x轴重合。一质量m=1×10-14kg、电荷量q=2×l0-10C的带正电微粒以某一速度v沿与y轴正方向60°角从M点沿直线运动,经P点即进入处于第一象限内的磁场B2区域。一段时间后,小球经过y轴上的N点并与y轴正方向成60°角的方向飞出。M点的坐标为(0,-10),N点的坐标为(0,30),不计粒子重力,g取10m/s2。则求:

(1)微粒运动速度v的大小;
(2)匀强磁场B2的大小;
(3)B2磁场区域的最小面积。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(18分)如题24图所示,MN为两块带等量异种电荷的平行金属板,板上有正对的小孔,N板右侧有两个宽度分别为d和2d的匀强磁场区域,磁感应强度大小分别为2BB,方向分别垂直于纸面向里和向外.板左侧电子经小孔O1进入两板间,O2在磁场边界上,O1O2连线过板上正对的小孔且与磁场边界垂直,电子的质量为m,电荷量大小为e,电子重力和进入两板间初速度可以忽略.求:

(1)当两板间电势差为U0时,求从N板小孔射出的电子的速度v0
(2)两金属板间电势差U在什么范围内,电子不能进入右侧磁场区域;
(3)如果电子从右边界的P点穿出,PO2间距离为2d,求两金属板间电势差U大小。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

两平面荧光屏互相垂直放置,在两屏内分别取垂直于两屏交线的直线为x轴和y轴,交点O为原点,如图所示,在y>0,0<x<a的区域有垂直于纸面向里的匀强磁场,在y>0,x>a的区域有垂直于纸面向外的匀强磁场,两区域内的磁感应强度大小均为B。在O点有一处小孔,一束质量为m、带电量为q(q>0)的粒子沿x轴经小孔射入磁场,最后打在竖直和水平荧光屏上,使荧光屏发亮,入射粒子的速度可取从零到某一最大值之间的各种数值。已知速度最大的粒子在0<x<a的区域中运动的时间与在x>a的区域中运动的时间之比为2:5,在磁场中运动的总时间为,其中T为该粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中作圆周运动的周期。试求两个荧光屏上亮线的范围(不计重力的影响)。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

半径为r的光滑圆环固定在竖直平面内,竖直向下的匀强电场强度为E,与圆环所在平面垂直的匀强磁场的磁感强度为B。一质量为m,带正电量为q的球套在光滑圆环上,从A点由静止开始运动,求小球到达最低位置C(∠AOC=900)时:
(1)小球的速率;
(2)小球对圆环压力的大小。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题


(1)圆形匀强磁场区域的最小面积.
(2)粒子在磁场中运动的时间.
(3)bO的距离.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

A.速率一定越小B.速率一定越大
C.在磁场中通过的路程越长D.在磁场中的周期一定越大

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示:在真空中,半径为的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,在磁场右侧有一对平行金属板,两板间距离为,板长为,板的中心线与磁场的圆心在同一直线上,有一电荷量为、质量为的带电的粒子,以速度从圆周上的点沿垂直于半径并指向圆心的方向进入磁场平面,当从圆周上的点水平飞出磁场时,给板加上如下图所示电压,最后粒子刚好以平行于板的速度,从板的边缘飞出(不计粒子重力),求
(1)磁场的磁感应强度;
(2)求交变电压的周期和电压的值;
(3)若时,该粒子从板右侧沿板的中心线仍以速率向左射入之间,求粒子从磁场中射出的点到点的距离?

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