如圖所示的空間分為I、II、III三個(gè)區(qū)域，各豎直邊界面相互平行，I、II區(qū)域均存在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向垂直界面向右；同時(shí)II區(qū)域存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；III區(qū)域空間有一與FD邊界成450角的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，其下邊界為水平線DH,右邊界是GH:一質(zhì)量為、電荷量為q的帶正電的粒子（重力不計(jì)）從O點(diǎn)由靜止釋放，到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度為v0，粒子在C點(diǎn)沿著區(qū)域III的磁感線方向進(jìn)人III區(qū)域，在DH上的M點(diǎn)反彈，反彈前、后速度大小不變，方向與過(guò)碰撞點(diǎn)的豎直線對(duì)稱，已知粒子在III區(qū)域內(nèi)垂直于磁場(chǎng)方向的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r= ，C點(diǎn)與M點(diǎn)的距離為，M點(diǎn)到右邊界GH的垂直距離為。求：
(1）粒子由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的時(shí)間t1=?
（2) A與C間的電勢(shì)差UAC=?
（3）粒子在III區(qū)域磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2＝？
（1）；（2）；（3）

試題分析:設(shè)粒子由O運(yùn)動(dòng)到A的過(guò)程中加速度為a。則
qE=ma
v0=at1
解得
（2）設(shè)粒子在C點(diǎn)速度為vC,則從A運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中有

粒子在Ⅲ區(qū)域內(nèi)以速度vC做圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為r,則
；解得，
(3)粒子在C點(diǎn)沿著區(qū)域Ⅲ的磁感線進(jìn)入Ⅲ區(qū)域，所以粒子由C運(yùn)動(dòng)到M的勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t3，則
粒子在M點(diǎn)反彈后，速度方向垂直于磁場(chǎng)方向，所以粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)周期為T，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t4，M點(diǎn)到右邊界的垂直距離為，所以粒子在磁場(chǎng)中剛好完成八分之一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)，則


粒子在III區(qū)域磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示是一個(gè)回旋加速器的示意圖，其中兩個(gè)半圓形金屬盒內(nèi)有方向垂直于紙面，磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩金屬盒分別接到交變電源的兩極上，在兩盒間的狹縫處形成交變的電場(chǎng)．質(zhì)量為m、電量為q的帶電粒子從下面盒的中心O點(diǎn)進(jìn)入，進(jìn)入時(shí)的初速可以忽略，經(jīng)兩盒間狹縫處的電場(chǎng)加速后進(jìn)入上面盒內(nèi)，在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它回到狹縫處時(shí)，電場(chǎng)恰好反向，再次對(duì)粒子加速，進(jìn)入下面磁場(chǎng)中，從c1處再進(jìn)入電場(chǎng)中加速，以后則重復(fù)前面的過(guò)程，并且每次電場(chǎng)對(duì)粒子做的功都是W．圖中c2、c3、……是后面各次從下面磁場(chǎng)中射出時(shí)的位置．

(1)求Oc1的距離．
(2)n為多大時(shí)，cncn+1小于或等于Oc1的一半？
 

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖，兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線豎直平行固定放置，且與水平放置的光滑絕緣桿MN分別交于c、d兩點(diǎn)，點(diǎn)o是cd的中點(diǎn)，桿MN上a、b兩點(diǎn)關(guān)于o點(diǎn)對(duì)稱．兩導(dǎo)線均通有大小相等、方向向上的電流，已知長(zhǎng)直導(dǎo)線在在周圍某點(diǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流成正比、與該點(diǎn)到導(dǎo)線的距離成反比．一帶正電的小球穿在桿上，以初速度v0從a點(diǎn)出發(fā)沿桿運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)．在a、b、o三點(diǎn)桿對(duì)小球的支持力大小分別為Fa、Fb、Fo．下列說(shuō)法可能正確的是（　　）
A．Fa＞Fo
B．Fb＞Fa
C．小球一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D．小球先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（22分）某放置在真空中的裝置如圖甲所示，水平放置的平行金屬板A、B中間開(kāi)有小孔，小孔的連線與豎直放置的平行金屬板C、D的中心線重合。在C、D的下方有如圖所示的、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的理想上邊界與金屬板C、D下端重合，其磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，圖乙中的為已知，但其變化周期未知。已知金屬板A、B之間的電勢(shì)差為，金屬板C、D的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，間距為。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子P（初速度不計(jì)、重力不計(jì)）進(jìn)入A、B兩板之間被加速后，再進(jìn)入C、D兩板之間被偏轉(zhuǎn)，恰能從D極下邊緣射出。忽略偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的邊界效應(yīng)。

（1）求金屬板C、D之間的電勢(shì)差UCD。
（2）求粒子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)速度的大小和方向。
（3）規(guī)定垂直紙面向里的磁場(chǎng)方向?yàn)檎较�，在圖乙中t=0時(shí)刻該粒子進(jìn)入磁場(chǎng)，并在時(shí)刻粒子的速度方向恰好水平，求磁場(chǎng)的變化周期T0和該粒子從射入磁場(chǎng)到離開(kāi)磁場(chǎng)的總時(shí)間t總。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（18分）靜止于A處的離子，經(jīng)加速電壓U加速后沿圖中虛線圓弧通過(guò)靜電分析器，并從P點(diǎn)垂直CF進(jìn)入矩形區(qū)域的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)．靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻射分布的電場(chǎng)，方向如圖所示；已知虛線圓弧的半徑為R，離子質(zhì)量為例、電荷量為、磁場(chǎng)方向垂直紙面向里；離子重力不計(jì)．
（1）求靜電分析器通道內(nèi)虛線所在位置處的電場(chǎng)強(qiáng)度；
（2）若離子最終能打在QF上，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（20分）電視機(jī)的顯像管中，電子束的偏轉(zhuǎn)是用電偏和磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。如圖甲所示，電子槍發(fā)射出的電子經(jīng)小孔S1進(jìn)入豎直放置的平行金屬板M、N間，兩板間所加電壓為U0；經(jīng)電場(chǎng)加速后，電子由小孔S2沿水平放置金屬板P和Q的中心線射入，兩板間距離和長(zhǎng)度均為；距金屬板P和Q右邊緣處有一豎直放置的熒光屏；取屏上與S1、S2共線的O點(diǎn)為原點(diǎn)，向上為正方向建立x軸。已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，初速度可以忽略。不計(jì)電子重力和電子之間的相互作用。
（1）求電子到達(dá)小孔S2時(shí)的速度大小v；
（2）若金屬板P、Q間只存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電子恰好經(jīng)過(guò)P板的右邊緣飛出，求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B；
（3）若金屬板P和Q間只存在電場(chǎng)，P、Q兩板間電壓u隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，單位時(shí)間內(nèi)從小孔S1進(jìn)入的電子個(gè)數(shù)為N。電子打在熒光屏上形成一條亮線；每個(gè)電子在板P和Q間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間極短，可以認(rèn)為兩板間的電壓恒定；忽略電場(chǎng)變化產(chǎn)生的磁場(chǎng)。試求在一個(gè)周期（即2t0時(shí)間）內(nèi)打到熒光屏單位長(zhǎng)度亮線上的電子個(gè)數(shù)n。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，某一真空室內(nèi)充滿豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，在豎直平面內(nèi)建立坐標(biāo)系xOy，在y<0的空間里有與場(chǎng)強(qiáng)E垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，在y>O的空間內(nèi)，將一質(zhì)量為m的帶電液滴（可視為質(zhì)點(diǎn)）自由釋放，此液滴則沿y軸的負(fù)方向，以加速度a=2g（g為重力加速度）做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)液滴運(yùn)動(dòng)到坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)，被安置在原點(diǎn)的一個(gè)裝置瞬間改變了帶電性質(zhì)（液滴所帶電荷量和質(zhì)量均不變），隨后液滴進(jìn)入y<0的空間運(yùn)動(dòng)．液滴在y<0的空間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中
A．重力勢(shì)能一定不斷減小B．電勢(shì)能一定先減小后增大
C．動(dòng)能不斷增大D．動(dòng)能保持不變

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（18分）如圖在xoy平面內(nèi)有平行于x軸的兩個(gè)足夠大的熒光屏M、N，它們的位置分別滿足y=l和y=0，兩屏之間為真空區(qū)域。在坐標(biāo)原點(diǎn)O有一放射源不斷沿y軸正方向向真空區(qū)域內(nèi)發(fā)射帶電粒子，已知帶電粒子有兩種。為探索兩種粒子的具體情況，我們可以在真空區(qū)域內(nèi)控制一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)和一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E，方向與x軸平行，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于xoy平面。
試驗(yàn)結(jié)果如下：如果讓電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)存在，我們發(fā)現(xiàn)粒子束完全沒(méi)有偏轉(zhuǎn)，僅在M屏上有一個(gè)亮點(diǎn)，其位置在S（ 0 , l ）；如果只讓磁場(chǎng)存在，我們發(fā)現(xiàn)僅在N屏上出現(xiàn)了兩個(gè)亮點(diǎn)，位置分別為P（ -2l ， 0 ）、Q（ ，0 ），由此我們可以將兩種粒子分別叫做P粒子和Q粒子。已知粒子間的相互作用和粒子重力可以忽略不計(jì)，試求（坐標(biāo)結(jié)果只能用l表達(dá)）：

（1）如果只讓磁場(chǎng)存在，但將磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度減為B1= ，請(qǐng)計(jì)算熒光屏上出現(xiàn)的所有亮點(diǎn)的位置坐標(biāo)；
（2）如果只讓電場(chǎng)存在，請(qǐng)計(jì)算熒光屏上出現(xiàn)的所有亮點(diǎn)的位置坐標(biāo)；
（3）如果只讓磁場(chǎng)存在，當(dāng)將磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)锽2= kB時(shí)，兩種粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，求k的數(shù)值。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（12分）如圖所示，一束電子的電荷量為e，以速度v垂直左邊界射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿過(guò)磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與原來(lái)電子的入射方向的夾角θ是30°，則電子的質(zhì)量是多少？電子穿過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間又是多少？

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