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(12分)如图所示,一束电子的电荷量为e,以速度v垂直左边界射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中,穿过磁场时的速度方向与原来电子的入射方向的夹角θ是30°,则电子的质量是多少?电子穿过磁场的时间又是多少?
 

试题分析:

电子在匀强磁场中运动时,只受洛伦兹力作用,故其轨道是圆弧的一部分.又因洛伦兹力与速度v垂直,故圆心应在电子穿入和穿出时洛伦兹力延长线的交点上.从图中可以看出,AB弧所对的圆心角θ=30°=,OB即为半径r
由几何关系可得:r==2d
由牛顿第二定律得:qvB=
解得:m=
带电粒子通过AB弧所用的时间,即穿过磁场的时间为:t=T=×.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

 如图所示的空间分为I、II、III三个区域,各竖直边界面相互平行,I、II区域均存在电场强度为E的匀强电场,方向垂直界面向右;同时II区域存在垂直纸面向外的匀强磁场;III区域空间有一与FD边界成450角的匀强磁场,磁感应强度大小为B,其下边界为水平线DH,右边界是GH:一质量为、电荷量为q的带正电的粒子(重力不计)从O点由静止释放,到达A点时速度为v0,粒子在C点沿着区域III的磁感线方向进人III区域,在DH上的M点反弹,反弹前、后速度大小不变,方向与过碰撞点的竖直线对称,已知粒子在III区域内垂直于磁场方向的平面内做匀速圆周运动的轨道半径为r= ,C点与M点的距离为,M点到右边界GH的垂直距离为。求:
(1)粒子由O点运动到A点的时间t1=?
(2) A与C间的电势差UAC=?
(3)粒子在III区域磁场内运动的时间t2=?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一价氢离子(H)和二价氦离子(He)的混合体,经同一加速电场后,垂直射入同一偏转电场中,偏转后打在同一荧光屏上,则它们(  )
A.同时到达屏上同一点B.先后到达屏上同一点
C.同时到达屏上不同点D.先后到达屏上不同点

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,在竖直放置的半径为R的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷,将质量为m,带电量为+q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放,小球沿细管滑到最低点B时,对管壁恰好无压力,已知重力加速度为g,则下列说法正确的是(      )
A.小球在B时的速率为
B.小球在B时的速率小于
C.固定于圆心处的点电荷在AB弧中点处的电场强度大小为3mg/q
D.小球不能到达C点(C点和A在一条水平线上)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,xOy平面内半径为R的圆O'与y轴相切于原点O。在该圆区域内,有与y轴平行的匀强电场和垂直于圆面的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的粒子(不计重力)从O点沿x轴正方向以某一速度射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,经T0时间从P点射出。

(1)若仅撤去磁场,带电粒子仍从O点以相同的速度射入,经时间恰从圆形区域的边界射出。求电场强度的大小和粒子离开电场时速度的大小;
(2)若仅撤去电场,带电粒子仍从O点射入,且速度为原来的2倍,求粒子在磁场中运动的时间。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)如图所示,匀强电场场强E=4V/m,方向水平向左,匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向垂直纸面向里。质量m=1kg的带正电小物体A,从M点沿粗糙、绝缘的竖直墙壁无初速下滑,它滑行h=0.8m到N点时脱离墙壁做曲线运动,在通过P点瞬时,A受力平衡,此时其速度与水平方向成θ=45°角,且P点与M点的高度差为H=1.6m,当地重力加速度g取10m/s2。求:

(1)A沿墙壁下滑时,克服摩擦力做的功Wf
(2)P点与M点的水平距离s。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(13分) 如图所示,足够长的光滑导轨ab、cd固定在竖直平面内,导轨间距为d,b、c两点间接一阻值为r的电阻。ef是一水平放置的导体杆,其质量为m、有效电阻值为r,杆与ab、cd保持良好接触。整个装置放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直。现用一竖直向上的力拉导体杆,使导体杆从静止开始做加速度为的匀加速运动,上升了H高度,这一过程中bc间电阻r产生的焦耳热为Q,g为重力加速度,不计导轨电阻及感应电流间的相互作用。求:

⑴导体杆上升到H过程中通过杆的电量;
⑵导体杆上升到H时所受拉力F的大小;
⑶导体杆上升到H过程中拉力做的功。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(16分)如图所示,直角坐标系xoy的第一象限内有场强为E方向沿x轴负向的匀强电场,第二象限内有方向沿y轴负向的匀强电场,在的区域内有方向垂直坐标平面的匀强磁场.一质量为m、电荷量为q的正粒子(不计重力),从P()点由静止开始运动, 通过第二象限后经点再进入y≤0区域,并恰好经过坐标原点O.求

(1)第二象限内匀强电场的场强
(2)y≤0区域内匀强磁场的磁感应强度B.
(3)粒子从P到0经历的时间.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(16分)如图所示,在坐标系xoy的第一、第三象限内存在相同的匀强磁场,磁场方向垂直于xoy面向里;第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E。一质量为m、带电荷量为+q的粒子自y轴的P点沿x轴正方向射入第四象限,经x轴上的Q点进入第一象限,随即撤去电场,以后仅保留磁场。已知OP=d,OQ=2d,不计粒子重力。

(1)求粒子过Q点时速度的大小和方向。
(2)若磁感应强度的大小为一定值B0,粒子将以垂直y轴的方向进入第二象限,求B0
(3)若磁感应强度的大小为另一确定值,经过一段时间后粒子将再次经过Q点,且速度与第一次过Q点时相同,求该粒子相邻两次经过Q点所用的时间。

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