练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    如图所示，一个质量为m、电荷量为+q的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经U1电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中．金属板长L，两板间距d．求：
    （1）微粒进入偏转电场时的速度v0是多大？
    （2）若微粒射出偏转电场时的偏转角为θ，并接着进入一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区．则两金属板间的电压U2是多大？
    （3）若该匀强磁场的宽度为D，为使微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度至少多大？
    解析：（1）带电微粒经加速电场加速后速度为v，根据动能定理：qU1=
    1
    2
    mv02
    解得：v0=
    2qU1
    m
    ；
    （2）带电微粒在偏转电场中只受电场力作用，做类平抛运动．在水平方向微粒做匀速直线运动
    水平方向：t=
    L
    v0

    带电微粒在竖直方向做匀加速直线运动，加速度为a，出电场时竖直方向速度为v2
    竖直方向：a=
    U2q
    md

    v2=at=
    qU2
    dm
    ×
    L
    v0

    由几何关系：tanθ=
    v2
    v0
    =
    qU2L
    dm
    v20
    =
    U2L
    2dU1

    U2=
    2dU1
    L
    tanθ
    （3）带电微粒进入磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，设微粒轨道半径为R，由几何关系知：
    R+
    R
    2
    =D
    得：R=
    2D
    3

    设微粒进入磁场时的速度为v′：v′=
    v0
    cosθ

    由牛顿运动定律及运动学规律：qv′B=
    mv′2
    R

    得：B=
    mv′
    qR
    =
    mv0
    (q+
    2D
    3
    )cosθ

    答：（1）速率为：v0=
    2qU1
    m
    ；
    （2）偏转电压U2=
    2dU1
    L
    tanθ；
    （3）磁感应强度B至少为
    mv0
    (q+
    2D
    3
    )cosθ
    ．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图，ABCD是边长为的正方形。质量为、电荷量为的电子以大小为的初速度沿纸面垂直于BC边射入正方形区域。在正方形内适当区域中有匀强磁场。电子从BC边上的任意点入射，都只能从A点射出磁场。不计重力，求：

    （1）次匀强磁场区域中磁感应强度的方向和大小；
    （2）此匀强磁场区域的最小面积。

    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，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m，a、b间的电场强度为E=5.0×105N/C，b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8×10-25kg、电荷量为q=1.6×10-18C的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以v0 =1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的Q处(图中未画出).求P、Q之间的距离L.

    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，平面坐标系Oxy中，在y＞0的区域存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E，在－h＜y＜0的区域Ⅰ中存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在y＜－h的区域Ⅱ中存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为2B．A是y轴上的一点， C是x轴上的一点．一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子以某一初速度沿x轴正方向从A点进入电场区域，继而通过C点以速度方向与x轴夹角为φ＝30°进入磁场区域Ⅰ，并以垂直边界y＝－h的速度进入磁场区域Ⅱ．粒子重力不计．试求：（1）粒子经过C点时的速度大小v；
    （2）A、C两点与O点间的距离y0、x0；
    （3）粒子从A点出发，经过多长时间可回到y＝y0处？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：多选题

    如图所示，正方形区域ABCD内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，三个完全相同的带电粒子a、b、c分别以大小不同的初速度va、vb、vc从A点沿图示方向射入该磁场区域，经磁场偏转后粒子a、b、c分别从BC边中点、CD边中点、AD边中点射出．若ta、tb、tc分别表示粒子a、b、c在磁场中的运动时间．则以下判断正确的是（　　）
    A．va＜vb＜vcB．vc＜vb＜vaC．ta＜tb＜tcD．ta=tb＜tc

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    质量为m、电荷量为q的带负电粒子自静止开始释放，经M、N板间的电场加速后，从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，该粒子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L，如图所示．已知M、N两板间的电压为U，粒子的重力不计．求：匀强磁场的磁感应强度B．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    一束粒子流由左端平行于极板P1射入质谱仪，沿着直线通过电磁场复合区后，并从狭缝S0进入匀强磁场B2，在磁场B2中分为如图所示的三束，则下列相关说法中正确的是（　　）
    A．速度选择器的P1极板带负电
    B．粒子1带正电
    C．能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于
    E
    B1
    D．粒子2的比荷
    q
    m
    的绝对值最大

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图1所示的装置是由加速器、电场偏转器和磁场偏转器构成．加速器两板a、b间加图2所示变化电压uab，水平放置的电场偏转器两板间加恒定电压U0，极板长度为l，板间距离为d，磁场偏转器中分布着垂直纸面向里的左右有界、上下无界的匀强磁场B，磁场的宽度为D．许多质量为m、带电量为+q的粒子从静止开始，经过加速器加速后从与电场偏转器上板距离为
    2d
    3
    的位置水平射入．已知：U0=1000V，B=
    		3
    6
    T，粒子的比荷
    q
    m
    =8×107C/kg，粒子在加速器中运动时间远小于Uab的周期，粒子经电场偏转后沿竖直方向的位移为y，速度方向与水平方向的夹角为θ，y与tanθ的关系图象如图3所示．不考虑粒子受到的重力．
    （1）求电场偏转器极板间距离d和极板长度l；
    （2）为使从电场偏转器下极板边缘飞出的粒子不从磁场区域右侧飞出，求磁场宽度D的最小值，并求出该粒子在两个偏转器中运动的总时间；
    （3）求哪些时刻进入加速器的粒子能够进入磁场区域．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：多选题

    两个带电粒子M和N，经小孔S垂直进入同一匀强磁场，运行的平面轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是（　　）
    A．M带负电，N带正电
    B．M的速率一定大于N的速率
    C．M的质量一定大于N的质量
    D．M的运行时间可能等于N的运行时间

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案