（19分）如圖所示，s為一電子發(fā)射槍，可以連續(xù)發(fā)射電子束，發(fā)射出來的電子初速度可視為0，電子經(jīng)過平行板A、B之間的加速電場加速后，從O點沿x軸正方向進入xoy平面內(nèi)，在第一象限內(nèi)沿x、y軸各放一塊平面熒光屏，兩屏的交點為O，已知在y>0、0<x<a的范圍內(nèi)有垂直紙面向外的勻強磁場，在y>0、x>a的區(qū)域有垂直紙面向里的勻強磁場，大小均為B。已知給平行板AB提供直流電壓的電源E可以給平行板AB提供0~U之間的各類數(shù)值的電壓，現(xiàn)調(diào)節(jié)電源E的輸出電壓，從0調(diào)到最大值的過程中發(fā)現(xiàn)當AB間的電壓為時，x軸上開始出現(xiàn)熒光。（不計電子的重力）試求：
（1）當電源輸出電壓調(diào)至和U時，進入磁場的電子運動半徑之比r1：r2
（2）兩熒光屏上的發(fā)光亮線的范圍。
（1） （2）

試題分析：（1）設電子的質(zhì)量為m，電量為q，經(jīng)過和U的電壓加速后速度分別為v1和v2，根據(jù)動能定理和牛頓第二定律有：
     ①   （1分）
       ②    （1分）
       ③   （1分）
      ④  （1分）
由①②③④得  （2分）
（2）由題意可知經(jīng)加速電壓為加速的電子打在y軸最高點此時r1=a：
y軸上的發(fā)光范圍為:0<y≤2a       (3分)
當加速電壓調(diào)至后，越過磁場邊界的電子與邊界線相切打在x軸的x=2a處。 （3分）
當加速電壓調(diào)至最大值U時，此時飛出的電子打在x軸最遠處，此時運動半徑
由數(shù)學知識可知，           O1O2 =2r2
故，O2 恰好打在x軸上，所以電子垂直打在x軸上：故    （4分）
故在x軸上的發(fā)光范圍：    （2分）
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

（20分）靜電噴漆技術具有效率高、浪費少、質(zhì)量好、有益于健康等優(yōu)點，其裝置可簡化如圖。、為水平放置的間距的兩塊足夠大的平行金屬板，兩板間有方向由指向的勻強電場,場強為。在板的中央放置一個安全接地的靜電油漆噴槍，油漆噴槍可向各個方向均勻地噴出初速度大小均為的油漆微粒，已知油漆微粒的質(zhì)量均為、電荷量均為，不計油漆微粒間的相互作用、油漆微粒帶電對板間電場和磁場的影響及空氣阻力，重力加速度。求：
      
（1）油漆微粒落在板上所形成的圖形面積；
（2）若讓、兩板間的電場反向，并在兩板間加垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度，調(diào)節(jié)噴槍使油漆微粒只能在紙面內(nèi)沿各個方向噴出，其它條件不變。板被油漆微粒打中的區(qū)域的長度；
（3） 在滿足（2）的情況下，打中板的油漆微粒中，在磁場中運動的最短時間。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（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、范圍足夠大的勻強磁場，磁場的理想上邊界與金屬板C、D下端重合，其磁感應強度隨時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之間的電勢差為，金屬板C、D的長度均為L，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、重力不計）進入A、B兩板之間被加速后，再進入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)電場的邊界效應。

（1）求金屬板C、D之間的電勢差UCD。
（2）求粒子離開偏轉(zhuǎn)電場時速度的大小和方向。
（3）規(guī)定垂直紙面向里的磁場方向為正方向，在圖乙中t=0時刻該粒子進入磁場，并在時刻粒子的速度方向恰好水平，求磁場的變化周期T0和該粒子從射入磁場到離開磁場的總時間t總。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（20分）電視機的顯像管中，電子束的偏轉(zhuǎn)是用電偏和磁偏轉(zhuǎn)技術實現(xiàn)的。如圖甲所示，電子槍發(fā)射出的電子經(jīng)小孔S1進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點為原點，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。不計電子重力和電子之間的相互作用。
（1）求電子到達小孔S2時的速度大小v；
（2）若金屬板P、Q間只存在垂直于紙面向外的勻強磁場，電子恰好經(jīng)過P板的右邊緣飛出，求磁場的磁感應強度大小B；
（3）若金屬板P和Q間只存在電場，P、Q兩板間電壓u隨時間t的變化關系如圖乙所示，單位時間內(nèi)從小孔S1進入的電子個數(shù)為N。電子打在熒光屏上形成一條亮線；每個電子在板P和Q間運動的時間極短，可以認為兩板間的電壓恒定；忽略電場變化產(chǎn)生的磁場。試求在一個周期（即2t0時間）內(nèi)打到熒光屏單位長度亮線上的電子個數(shù)n。

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科目：高中物理 來源：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電場E，在豎直平面內(nèi)建立坐標系xOy，在y<0的空間里有與場強E垂直的勻強磁場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）自由釋放，此液滴則沿y軸的負方向，以加速度a=2g（g為重力加速度）做勻加速直線運動，當液滴運動到坐標原點時，被安置在原點的一個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），隨后液滴進入y<0的空間運動．液滴在y<0的空間內(nèi)的運動過程中
A．重力勢能一定不斷減小B．電勢能一定先減小后增大
C．動能不斷增大D．動能保持不變

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（19分）如圖甲所示，x軸正方向水平向右，y軸正方向豎直向上。在xoy平面內(nèi)有與y軸平行的勻強電場，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)加有與xoy平面垂直的勻強磁場。在坐標原點O處放置一帶電微粒發(fā)射裝置，它可以連續(xù)不斷地發(fā)射具有相同質(zhì)量m、電荷量q（q＞0）和初速度為的帶電微粒。（已知重力加速度g）

（1）當帶電微粒發(fā)射裝置連續(xù)不斷地沿y軸正方向發(fā)射這種帶電微粒時，這些帶電微粒將沿圓形磁場區(qū)域的水平直徑方向離開磁場，并繼續(xù)沿x軸正方向運動。求電場強度E和磁感應強度B的大小和方向。
（2）調(diào)節(jié)坐標原點處的帶電微粒發(fā)射裝置，使其在xoy平面內(nèi)不斷地以相同速率v0沿不同方向?qū)⑦@種帶電微粒射入第Ⅰ象限，如圖乙所示。現(xiàn)要求這些帶電微粒最終都能平行于x軸正方向運動，則在保證電場強度E和磁感應強度B的大小和方向不變的條件下，求出符合條件的磁場區(qū)域的最小面積。 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）如圖在xoy平面內(nèi)有平行于x軸的兩個足夠大的熒光屏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。在坐標原點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)控制一個勻強電場和一個勻強磁場，電場的場強為E，方向與x軸平行，磁場的磁感應強度為B，方向垂直于xoy平面。
試驗結(jié)果如下：如果讓電場和磁場同時存在，我們發(fā)現(xiàn)粒子束完全沒有偏轉(zhuǎn)，僅在M屏上有一個亮點，其位置在S（ 0 , l ）；如果只讓磁場存在，我們發(fā)現(xiàn)僅在N屏上出現(xiàn)了兩個亮點，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，試求（坐標結(jié)果只能用l表達）：

（1）如果只讓磁場存在，但將磁場的磁感應強度減為B1= ，請計算熒光屏上出現(xiàn)的所有亮點的位置坐標；
（2）如果只讓電場存在，請計算熒光屏上出現(xiàn)的所有亮點的位置坐標；
（3）如果只讓磁場存在，當將磁場的磁感應強度變?yōu)锽2= kB時，兩種粒子在磁場中運動的時間相等，求k的數(shù)值。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示為某種質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。此質(zhì)譜儀由以下幾部分構(gòu)成：粒子源N；P、Q間的加速電場；靜電分析器，即中心線半徑為R的四分之一圓形通道，通道內(nèi)有均勻輻射電場，方向沿徑向指向圓心O，且與圓心O等距的各點電場強度大小相等；磁感應強度為B的有界勻強磁場，方向垂直紙面向外；MO為膠片。由粒子源發(fā)出的不同帶電粒子，經(jīng)加速電場加速后進入靜電分析器，某些粒子能沿中心線通過靜電分析器并經(jīng)小孔S垂直磁場邊界進入磁場，最終打到膠片上的某點。粒子從粒子源發(fā)出時的初速度不計，不計粒子所受重力。下列說法中正確的是
A．從小孔S進入磁場的粒子速度大小一定相等
B．從小孔S進入磁場的粒子動能一定相等
C．打到膠片上同一點的粒子速度大小一定相等
D．打到膠片上位置距離O點越遠的粒子，比荷越大

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，在x＜0的區(qū)域內(nèi)存在沿y軸負方向的勻強電場，在第一象限傾斜直線OM的下方和第四象限內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場。一帶電粒子自電場中的P點沿x軸正方向射出，恰好經(jīng)過坐標原點O進入勻強磁場，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后垂直于y軸從N點回到電場區(qū)域，并恰能返回P點。已知P點坐標為，帶電粒子質(zhì)量為m，電荷量為q，初速度為v0，不計粒子重力。求：

（1）勻強電場的電場強度大��；
（2）N點的坐標；
（3）勻強磁場的磁感應強度大小。

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