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如图所示是说明示波器工作原理的示意图,已知两平行板间的距离为d、板长为l.电子经电压为U1的电场加速后从两平行板间的中央处垂直进入偏转电场,设电子质量为m、电量为e.求:
(1)经电场加速后电子速度v的大小;
(2)要使电子离开偏转电场时的偏转角度最大,两平行板间的电压U2应是多大?
解(1)经电场加速后电子的动能定理得
eU1=
1
2
mv2

则经电场加速后电子的速度为:v=
2eU1
m

(2)电子离开偏转电场偏转角度最大时的偏转量为
d
2

电子所受偏转电场的电场力:F=eE2=e
U2
d

电子沿偏转电场方向作初速度为零的匀加速直线运动,则有:
d
2
=
1
2
?
F2
m
t2

又t=
l
v

联立求解,得:U2=
2d2U1
l2

答:
(1)经电场加速后电子速度v的大小是
2eU1
m

(2)要使电子离开偏转电场时的偏转角度最大,两平行板间的电压U2应是
2d2U1
l2
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,两根足够长电阻不计的光滑导轨MM′和NN′间距为L=0.1m与水平方向成θ=30°角,MM’和NN’间有垂直导轨向上,磁感应强度B0=1T的匀强磁场,质量m0=0.1kg、阻值r=0.2Ω的金属棒ab垂直横跨在导轨上,电阻R=0.1Ω,在其两端连接竖直放置的间距为d=0.1m的平行金属板,板间有垂直纸面向里,磁感应强度B1=2T的匀强磁场.粒子源能发射沿水平方向的速率、质量和电量皆不相同的带电的粒子,经过金属板后部分粒子从与粒
子源处在同一水平线的小孔O飞入垂直纸面向里强度B2=4T宽度为d的匀强磁场ABCD区域.在磁场左下边界处放置如图所示的长2d的感光板.已知:导轨电阻不计,粒子重力不计.(g取10m/s2
求:(1)释放ab棒后ab棒能达到的最大速度vm的大小;
(2)ab棒达到最大速度后,能从O点进入B2磁场区域的粒子速度v的大小;
(3)感光板上能接收到的粒子比荷(
q
m
)的范围.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

已知质子与氦核的质量之比为1:4,电荷量之比为1:2.当质子和氦核在同一匀强磁场中做半径相同的圆周运动时.设此时质子的动能为E1,氦核的动能为E2,则E1:E2等于(  )
A.4:1B.2:1C.1:1D.1:2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,abcd是一个长方形盒子,在ad边和cd边上各开有小孔f和e,e是cd边上的中点,荧光屏M平行cd放置,能显示从e孔射出的粒子落点位置.盒子内有一方向垂直于abcd平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B.粒子源不断地发射相同的带电粒子,粒子的初速度可以忽略.粒子经电压为U的电场加速后,从f孔垂直于ad边射入盒内,再经磁场偏转后恰好从e孔射出.若已知fd=
3
L,cd=2L,屏M与cd间的距离为
3
L,不计粒子重力和粒子之间的相互作用力.
(1)求带电粒子的比荷
q
m

(2)求带电粒子从f孔运动到屏M的时间t;
(3)若撤去磁场,盒子内加一平行于ad边的匀强电场,粒子经电场偏转后仍恰好从e孔射出,求电场强度大小.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,左侧为两间距d=10cm的平行金属板,加上电压;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B1,三角形底点A与下金属板平齐,AB边的中点P恰好在上金属板的右端点;三角形区域AC右侧也存在垂直纸面向里,范围足够大的匀强磁场B2.现从左端沿中心轴线方向以v0射入一个重力不计的带电微粒,微粒质量m=1.0×10-10kg,带电荷量q=-1.0×10-4C;带电粒子恰好从P点垂直AB边以速度v=2×105m/s进入磁场,则
(1)求带电微粒的初速度v0
(2)若带电微粒第一次垂直穿过AC,则求磁感应强度B1及第一次在B1中飞行时间;
(3)带电微粒再次经AC边回到磁场B1后,求
B2
B1
的取值在什么范围可以使带电微粒只能从BC边穿出?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,是a、b、c三个粒子(不计重力)在同一点以相同的速度大小和方向垂直射入同一匀强磁场B后所形成的三条运动轨迹,由此可以判断(  )
A.a粒子带正电B.c粒子带正电
C.b粒子带正电D.b粒子带负电

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,在半径为R=
mv0
qB
的圆形区域内有水平向里的匀强磁场,磁感应强度为B.圆形区域右侧有一竖直感光板MN.带正电粒子从圆弧顶点P以速率v0平行于纸面进入磁场,已知粒子质量为m,电量为q,粒子重力不计.若粒子对准圆心射入,则下列说法中错误的是(  )
A.粒子一定沿半径方向射出
B.粒子在磁场中运动的时间为
πm
2qB
C.若粒子速率变为2v0,穿出磁场后一定垂直打到感光板MN上
D.粒子以速度v0从P点以任意方向射入磁场,离开磁场后一定垂直打在感光板MN上

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,在xoy平面内y轴与MN边界之间有沿x轴负方向的匀强电场,y轴左侧和MN边界右侧的空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小相等的匀强磁场,MN边界与y轴平行且间距保持不变.一质量为m、电荷量为-q的粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴负方向射入磁场,每次经过磁场的时间均为t0,粒子重力不计.
(1)求磁感应强度的大小B.
(2)若t=5t0时粒子回到原点O,求电场区域的宽度d和此时的电场强度E0
(3)若带电粒子能够回到原点0,则电场强度E应满足什么条件?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,回旋加速器D形盒的半径为R,用来加速质量为m,电量为q的质子,质子每次经过电场区时,都恰好在电压为U时并被加速,且电场可视为匀强电场。质子由静止加速到能量为E后,由A孔射出,下列说法正确的是
A.D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高,质子的能量E将越大
B.磁感应强度B不变,若加速电压U不变, D形盒半径R越大、质子的能量E将越大
C.D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高, 质子的在加速器中的运动时间将越长
D.D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高,质子在加速器中的运动时间将越短

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