如圖所示,某空間有一豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E=1.0×102V/m,一塊足夠大的接地金屬板水平放置在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,在金屬板的正上方高度h=0.80m的C處有一粒子源,可在紙面內(nèi)向水平線以下的各個(gè)方向均勻放出帶電粒子,帶電粒子的初速度,質(zhì)量為,電荷量為,粒子最終落在金屬板上。若不計(jì)粒子重力,求:
(1)粒子源所在處C點(diǎn)的電勢(shì);
(2)帶電粒子打在金屬板上時(shí)的動(dòng)能;
(3)若只將電場(chǎng)換為勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)分布在半徑為力,圓心在C點(diǎn)的圓形區(qū)域內(nèi),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T,從粒子源射出的粒子打在金屬板上的范圍。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字,
(1)
(2)
(3)
(1)依據(jù)題意,設(shè)C點(diǎn)的電勢(shì)為
  2分
(2)根據(jù)動(dòng)能定理,設(shè)打到金屬板時(shí)的動(dòng)能為EK

   2分
    1分
(3)如圖建立平面坐標(biāo)系,
區(qū)域內(nèi)從粒子源沿水平方向飛
出的帶電粒子打在金屬板上的距離最遠(yuǎn)。
粒子磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)從M點(diǎn)飛出,
圓周半徑為:

   1分
可知:飛出磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與水平向成
60°角,為等邊三角形,飛出磁
場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)打在金屬板上由幾何
關(guān)系可知:
   2分
區(qū)域內(nèi)從磁場(chǎng)飛出的帶電粒了可以打在金屬板的無窮遠(yuǎn)處。 2分
所以打在金屬板上范圍為   1分
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在x>0、y>0的區(qū)間有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于xoy的勻強(qiáng)磁場(chǎng),現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子(不計(jì)重力),從x軸上距原點(diǎn)為x0處以平行于y軸的初速度射入磁場(chǎng),在磁場(chǎng)力作用下沿垂直于y軸方向射出磁場(chǎng).由以上條件可求出(    )
A.粒子通過y軸的位置
B.粒子射入時(shí)的速度
C.粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間
D.粒子的電性

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖甲所示,一質(zhì)量為m、電荷量為+q的圓環(huán)可在水平放置的足夠長(zhǎng)的粗糙細(xì)桿上滑動(dòng),細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,不計(jì)空氣阻力,現(xiàn)給圓環(huán)向右的初速度v0,在以后的運(yùn)動(dòng)過程中,圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的速度圖象可能是圖10乙中的( )

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(16分)如圖所示,NM的上側(cè)有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。一帶負(fù)電的粒子(不計(jì)重力)從P處以垂直于MN的初速度射入磁場(chǎng)區(qū)域,最后通過點(diǎn)。已知此粒子的比荷,求:
(1)P間的距離L?
(2)粒子從P運(yùn)動(dòng)到需要多長(zhǎng)的時(shí)間?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(20分)如圖所示,OACO為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導(dǎo)軌,O、C處分別接有短電阻絲(圖中用粗線表示),R1=4Ω、R2=8Ω(導(dǎo)軌其它部分電阻不計(jì))。導(dǎo)軌OAC的形狀滿足(單位:m)。磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面。一足夠長(zhǎng)的金屬棒在水平外力F作用下,以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在導(dǎo)軌上從O點(diǎn)滑動(dòng)到C點(diǎn),棒與導(dǎo)軌接觸良好且始終保持與OC導(dǎo)軌垂直,不計(jì)棒的電阻。求:(1)外力F的最大值;(2)金屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)電阻絲R1上消耗的最大功率;(3)在滑動(dòng)過程中通過金屬棒的電流I與時(shí)間t的關(guān)系。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

兩平面熒光屏互相垂直放置,在兩屏內(nèi)分別取垂直于兩屏交線的直線為x軸和y軸,交點(diǎn)O為原點(diǎn),如圖所示,在y>0,0<x<a的區(qū)域有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在y>0,x>a的區(qū)域有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。在O點(diǎn)有一處小孔,一束質(zhì)量為m、帶電量為q(q>0)的粒子沿x軸經(jīng)小孔射入磁場(chǎng),最后打在豎直和水平熒光屏上,使熒光屏發(fā)亮,入射粒子的速度可取從零到某一最大值之間的各種數(shù)值。已知速度最大的粒子在0<x<a的區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與在x>a的區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為2:5,在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為,其中T為該粒子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)的周期。試求兩個(gè)熒光屏上亮線的范圍(不計(jì)重力的影響)。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題


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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

下圖所示的圓形區(qū)域內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向里,該區(qū)域的半徑為R.一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶電粒子,以速率v0()從圓周上的A點(diǎn)射入,v0的方向限定在紙面內(nèi).求粒子沿什么方向入射,能有最大偏轉(zhuǎn)角?最大偏轉(zhuǎn)角是多大?

 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

在水平面上有一沿y軸放置的長(zhǎng)為L=1m的細(xì)玻璃管,在管底有光滑絕緣的帶正電的小球.在第一象限中存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向如圖所示。已知管沿x軸以v=1m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng),帶電小球的荷質(zhì)比為,不計(jì)小球的重力。求:
(1)帶電小球從管底到飛出管口時(shí)所用的時(shí)間是多少?
(2)帶電小球離開磁場(chǎng)時(shí)的位置到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離是多少?
(3)帶電小球從剛離開管口后到離開磁場(chǎng)時(shí)所用的時(shí)間是多少?

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