精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情
如圖所示,A、B是豎直放置的平行板電容器,B板中央有一個小孔,恰好跟一個邊界是等邊三角形的一個勻強磁場的頂端相接,磁場方向垂直紙面向里,磁感應強度為B,其中,磁場的邊界平行于平行板A和B。

小題1:若在A板上正對B板小孔的P處,靜止釋放一個帶電量為、質量為的帶電粒子(重力不計),恰能從圖中O點射出,且,則A、B兩板間的電壓是多少?
小題2:若要上述帶電粒子在磁場中的運動時間與平行板A、B間的電壓無關,則A、B兩板間的電壓又是多少?

小題1:
小題2:
(1)設帶電粒子進入磁場c點時的速度為,如圖所示,在磁場中軌跡的圓心是半徑是,由題意可得




解得              ①
又帶電粒子在磁場中的運動滿足下面方程
        
即               ②
聯列①②得                ③
又                                          ④
聯列③④得                                ⑤
(2)帶電粒子只要從邊界上任一點射出,則在磁場中運動的圓弧所對應的圓心角均為,如圖所示,由可知帶電粒子在磁場中運動時間均為
        ⑥
與軌跡半徑的大小無關,即與A、B板間的加速電壓無關,則帶電粒子從點射出對應的電壓就是最大電壓。設帶電粒子從點射出時的軌跡半徑是,如圖所示,則

得                                       ⑦
同理可得                          ⑧
故當A、B板間電壓滿足:         ⑨
帶電粒子在磁場中運動的時間與平行板A、B間的電壓無關。
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示寬度為d的區(qū)域上方存在垂直紙面、方向向內、磁感應強度大小均為B的勻強磁場,現有一質量為m,帶電量為+q的粒子在紙面內以速度v從此區(qū)域下邊緣上的A點射入,其方向與下邊緣線成30°角,試求當v滿足什么條件時,粒子能回到A

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,空間分布著方向平行于紙面且與場區(qū)邊界垂直的有界勻強電場,電場強度為E、寬度為L。在緊靠電場右側的圓形區(qū)域內,分布著垂直于紙面向外的勻強磁場,圓形磁場區(qū)域半徑為r。當一帶正電的粒子(質量為m,電荷量為q)從A點靜止釋放后,在M點離開電場,并沿半徑方向射入磁場區(qū)域,磁感應強度為B,粒子恰好從N點射出,O為圓心,∠MON=120°,粒子重力忽略不計。求:

(1)粒子經電場加速后,進入磁場時速度v的大。
(2)勻強磁場的磁感應強度B的大小和粒子在電場、磁場中運動的總時間t;
(3)若粒子在離開磁場前某時刻,磁感應強度方向不變,大小突然變?yōu)锽1,此后粒子恰好被束縛在該磁場中,則B1的最小值為多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,在空間中有一直角坐標系xOy,其第一象限內充滿著兩個方向不同的勻強磁場區(qū)域I和II,直線OP是它們的邊界。區(qū)域I中的磁感應強度為2B,方向垂直紙面向里,區(qū)域II中的磁感應強度為B,方向垂直垂直紙面向外,邊界上的P點坐標為(3L,3L),一質量為m,電荷量為+q的粒子從P點平行于y軸正方向以速度V0=射入區(qū)域I,經區(qū)域I偏轉后進入區(qū)域II(忽略粒子重力),求:

小題1:粒子在I和II兩磁場中做圓周運動的半徑之比;
小題2:粒子在磁場中運動的總時間;
小題3:粒子離開磁場的位置坐標。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖甲所示的坐標系中,第四象限內存在垂直于紙面向里的有界勻強磁場,方向的寬度OA=cm,方向無限制,磁感應強度B0=1×10-4T,F有一比荷為=2×1011C/kg的正離子以某一速度從O點射入磁場,α=60°,離子通過磁場后剛好從A點射出。
小題1:求離子進入磁場B0的速度的大;
小題2:離子進入磁場B0后,某時刻再加一個同方向的勻強磁場,使離子做完整的圓周運動,求所加磁場磁感應強度的最小值;
小題3:離子進入磁場B0的同時,再加一個如圖乙所示的變化磁場(正方向與B0方向相同,不考慮磁場變化所產生的電場),求離子從O點到A點的總時間。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,兩塊平行金屬板M、N正對著放置,s1、s2分別為M、N板上的小孔,s1、s2、O三點共線,它們的連線垂直M、N,且s2O=R..以O為圓心、R為半徑的圓形區(qū)域內同時存在磁感應強度為B、方向垂直紙面向外的勻強磁場和電場強度為E的勻強電場.D為收集板,板上各點到O點的距離以及板兩端點的距離都為2R,板兩端點的連線垂直M、N板。質量為m、電荷量為+q的粒子,經s1進入M、N間的電場后,通過s2進入電磁場區(qū)域,然后沿直線打到光屏P上的s3點.粒子在s1處的速度和粒子所受的重力均不計.求:

小題1:M、N兩板間的電壓為R;
小題2:撤去圓形區(qū)域內的電場后,當M、N間的電壓改為U1時,粒子恰好垂直打在收集板D的中點上,求電壓U1的值及粒子在磁場中的運動時間t;
小題3:撤去圓形區(qū)域內的電場后,改變M、N間的電壓時,粒子從s2運動到D板經歷的時間t會不同,求t的最小值。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,傾斜擋板NM上有一個小孔K,NM與水平擋板NP成60°角,K與N間的距離,F有質量為m,電荷量為q的正電粒子組成的粒子束,垂直于傾斜擋板NM,以速度v0不斷射入,不計粒子所受的重力。 

(1)若在NM和NP兩檔板所夾的區(qū)域內存在一個垂直于紙面向外的勻強磁場,NM和NP為磁場邊界。粒子恰能垂直打在水平擋板NP上,求勻強磁場的磁感應強度的大小。
(2)若在NM和NP兩檔板所夾的區(qū)域內,只在某一部分區(qū)域存在一與(1)中大小相等方向相反的勻強磁場。從小孔K飛入的這些粒子經過磁場偏轉后也能垂直打到水平擋板NP上(之前與擋板沒有碰撞),求粒子在該磁場中運動的時間。  
(3)若在(2)問中,磁感應強度大小未知,從小孔K飛入的這些粒子經過磁場偏轉后能垂直打到水平擋板NP上(之前與擋板沒有碰撞),求該磁場的磁感應強度的最小值。 

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,一個質量為,
電量為的帶電粒子從孔以初速度垂直
進入磁感應強度為的勻強磁場中,并
恰好從孔垂直于射入勻強電場中,電場
方向跟平行(相互垂直),最后打
點,且,若已知、、、,
且不計重力,試求:
(1)粒子從所用的時間;(2)粒子到達點的動能。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,以AB為界的兩勻強磁場,磁感應強度,方向垂直紙面向里,F有一質量為m、帶電量為q的帶正電粒子,從O點沿圖示方向進入中。
小題1:試畫出粒子的運動軌跡
小題2:求經過多長時間粒子重新回到O點?

查看答案和解析>>

同步練習冊答案