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(15分)如图所示,一束质量为m、电荷量为q的带正电粒子从O点由静止开始经过匀强电场加速后,均从边界AN的中点P垂直于AN和磁场方向射入磁感应强度为B=的匀强磁场中。已知匀强电场的宽度为d=R,匀强磁场由一个长为2R、宽为R的矩形区域组成,磁场方向垂直纸面向里,粒子间的相互作用和重力均不计。

(1)若加速电场加速电压为9U,求粒子在电磁场中运动的总时间;
(2)若加速电场加速电压为U,求粒子在电磁场中运动的总时间。

(1)(2)

解析试题分析:(1)带电粒子在电场中加速过程根据动能定理有
进入匀强磁场后做匀速圆周运动,得
则粒子从P点进入后运动轨迹如图

由于PA的距离为R,粒子又从P点垂直PA进入磁场,因此运动以A点为圆心,转过的圆心角,有几何关系可得
带电粒子在磁场中运动周期,那么在磁场中运动时间
粒子在电场中匀加速,平均速度为位移为那么运动时间
粒子在电磁场中运动总时间
(2)带电粒子在电场中加速过程根据动能定理有
进入匀强磁场后做匀速圆周运动,得
则粒子从P点进入后运动轨迹如图

从P点进入磁场后先运动半个圆周再返回电场减速到0又返回磁场时速度仍是v,进入磁场后圆周半径不变根据几何关系,返回磁场后运动轨迹为四分之一圆周。故磁场中运动总时间
电场中经历了加速到v返回减速到0再加速到v 三个过程,有对称性可得
粒子在电磁场中运动总时间
考点:带电粒子在电场磁场中的运动

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(17分)如图所示为一真空示波管,电子从灯丝K发出(初速度不计),经灯丝与A板间的加速电压U1加速,从A板中心孔沿中心线KO射出,然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直,电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为U1,M、N两板间的电压为U2,两板间的距离为d,板长为L1,板右端到荧光屏的距离为L2,电子的质量为m,电荷量为e。求:

(1)电子穿过A板时的速度大小;
(2)电子从偏转电场射出时的侧移量;
(3)P点到O点的距离。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(10分)如图所示,两带电平行板竖直放置,开始时两板间电压为U,相距为d,两板间形成匀强电场。有一带电粒子质量为m(重力不计)、所带电量为+q,从两板下端连线的中点P以竖直速度v0射入匀强电场中,使得带电粒子落在A板M点上,

试求:(1)M点离板下端的高度;
(2)若将A板向左侧水平移动d/2并保持两板电压为U,此带电粒子仍从P点竖直射入匀强电场且仍落在A板M点上,则应以多大的速度v射入匀强电场?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(18分)在平面直角坐标系xoy的第一象限内有一圆形匀强磁场区域,半径r=0.1m,磁感应强度B=0.5T,与y轴、x轴分别相切于A、C两点。第四象限内充满平行于x轴的匀强电场,电场强度E=0.3 V/m,如图所示。某带电粒子以vo=20m/s的初速度,自A点沿AO1方向射入磁场,从C点射出(不计重力)。

(1)带粒子的比荷
(2)若该粒子以相同大小的初速度,自A点沿与AO1成30o角的方向斜向上射入磁场,经磁场、电场后射向y轴,求经过y轴时的位置坐标。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(10分)如图所示,是一对彼此绝缘相距d=5cm的平行金属带电极板MN,N板接地,M板带电量的绝对值为Q=6×10-6C。在两极板MN间A点有一带电量为q=4×10-6C的带电液滴,其质量m=4×10-4kg,恰好处于静止状态。求:

(1)两板间的电场强度为多少?
(2)UNM等于多少伏?M点的电势是多少?
(3)平行金属板MN所构成的电容器的电容C等于多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图甲所示,边长为L的正方形区域ABCD内有竖直向下的匀强电场,电场强度为E,与区域边界BC相距L处竖直放置足够大的荧光屏,荧光屏与AB延长线交于O点.现有一质量为m,电荷量为+q的粒子从A点沿AB方向以一定的初速度进入电场,恰好从BC边的中点P飞出,不计粒子重力.

(1)求粒子进入电场前的初速度的大小.
(2)其他条件不变,增大电场强度使粒子恰好能从CD边的中点Q飞出,求粒子从Q点飞出时的动能.
(3)现将原来电场分成AEFD和EBCF相同的两部分,并将EBCF向右平移一段距离x(x≤L),如图乙所示.设粒子打在荧光屏上位置与O点相距y,请求出y与x的关系.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

在如图所示的坐标系中,的区域内存在着沿轴正方向、场强为E的匀强电场,的区域内存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一带电粒子从轴上的点以沿轴正方向的初速度射出,恰好能通过轴上的点。己知带电粒子的质量为,带电量为均大于0。不计重力的影响。

(1)若粒子只在电场作用下直接到D点,求粒子初速度大小
(2)若粒子在第二次经过轴时到D点,求粒子初速度大小
(3)若粒子在从电场进入磁场时到D点,求粒子初速度大小

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

现将一根导线均匀拉长,使导线的直径减小为原来的一半,此时它的电阻为32Ω,则可知导线原来的电阻为(     )

A.16Ω B.8Ω C.2Ω D.1Ω

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如图所示是某导体的伏安特性曲线,由图可知 (    )

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B.导体的电阻是0.04Ω
C.当导体两端的电压是10V时,通过导体的电流是0.4A
D.当通过导体的电流是0.1A时,导体两端的电压是2.5V

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