(18分)如圖所示,一電子(其重力不計(jì),質(zhì)量為m、電荷量為e,由靜止開(kāi)始,經(jīng)加速電場(chǎng)加速后,水平向右從兩板正中間射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng).偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)由兩塊水平平行放置的長(zhǎng)為l相距為d的導(dǎo)體板組成,當(dāng)兩板不帶電時(shí),電子通過(guò)兩板之間的時(shí)間均為t0,當(dāng)在兩板間加電壓為U0時(shí),電子可射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),并射入垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),最后打在磁場(chǎng)右側(cè)豎直放置的熒光屏上.磁場(chǎng)的水平寬度為s,豎直高度足夠大。求:

(1)加速電場(chǎng)的電壓;
(2)電子在離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的側(cè)向位移;
(3)要使電子能垂直打在熒光屏上,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多大?

(1) (2)  (3)

解析試題分析:(1)電子離開(kāi)加速電場(chǎng)時(shí)的速度為 ┅┅┅┅┅┅┅┅(2分)
由動(dòng)能定理得                   ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅(2分)
得  ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅(1分)
(2)電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)E=U0/d (1分)
F="Ee" =ma ┅┅┅┅┅┅(2分
          ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅(2分)
(3)設(shè)電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中射出時(shí)的偏向角為θ,要電子垂直打在熒光屏上,則電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑為:         ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅(1分)
設(shè)電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中出來(lái)時(shí)的速度為v,垂直偏轉(zhuǎn)極板的速度為vy,則電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中出來(lái)時(shí)的偏向角為:          ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅(1分)
式中                 ┅┅┅(2分)    
又                  ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅       (2分)
由上述可得:  ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅(2分)
(如果電量用q表示,扣1分)
考點(diǎn):帶電粒子在電、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 動(dòng)能定理 牛頓第二定律

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題

某人蹲在臺(tái)秤上,當(dāng)他突然站起的過(guò)程中,關(guān)于臺(tái)秤示數(shù)的變化判斷正確的是( 。

A.一直變小
B.先變大后變小,最后恢復(fù)到蹲在臺(tái)秤時(shí)相同示數(shù)
C.一直變大
D.先變小后變大,最后恢復(fù)到蹲在臺(tái)秤時(shí)相同示數(shù)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題

如圖所示,在第二象限內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E,在第一、第四象限內(nèi)分別存在如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等。有一個(gè)帶電粒子以初速度v0垂直x軸,從x軸上的P點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng),恰好與y軸成45°角射出電場(chǎng),再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間又恰好垂直于x軸進(jìn)入下面的磁場(chǎng)。已知OP之間的距離為d,則帶電粒子(     )

A.在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
B.在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為
C.自進(jìn)入磁場(chǎng)至第二次經(jīng)過(guò)x軸所用時(shí)間為
D.自進(jìn)入電場(chǎng)至在磁場(chǎng)中第二次經(jīng)過(guò)x軸的時(shí)間為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題

兩平行金屬板的間距恰好等于極板的長(zhǎng)度,F(xiàn)有重力不計(jì)的正離子束以相同的初速度v0平行于兩板從兩板的正中間向右射入。第一次在兩板間加恒定的電壓,建立起場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),則正離子束剛好從上極板的右邊緣射出;第二次撤去電場(chǎng),在兩板間建立起磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),則正離子束剛好從下極板右邊緣射出。由此可知E與B大小的比值是  (    )

A.1.25v0 B.0.5v0 C.0.25v0 D.v0

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

(18分)如圖,區(qū)域I內(nèi)有與水平方向成45°角的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1,區(qū)域?qū)挾葹閐 1,區(qū)域II內(nèi)有正交的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)B和勻強(qiáng)電場(chǎng)E 2,區(qū)域?qū)挾葹閐 2,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,電場(chǎng)方向豎直向下。一質(zhì)量為m、帶電量為q的微粒在區(qū)域I左邊界的P點(diǎn),由靜止釋放后水平向右做直線運(yùn)動(dòng),進(jìn)入?yún)^(qū)域II后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),從區(qū)域II右邊界上的Q點(diǎn)穿出,其速度方向改變了60°,重力加速度為g ,求:

(1)區(qū)域I和區(qū)域II內(nèi)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E 1、E 2的大?
(2)區(qū)域II內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。
(3)微粒從P運(yùn)動(dòng)到Q的時(shí)間有多長(zhǎng)?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

(12分)如圖甲所示,放置在水平桌面上的兩條光滑導(dǎo)軌間的距離L=1m,質(zhì)量m=1kg的光滑導(dǎo)體棒放在導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌左端與阻值R=4Ω的電阻相連,導(dǎo)體棒及導(dǎo)軌的電阻不計(jì),所在位置有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的方向垂直導(dǎo)軌平面向下,F(xiàn)在給導(dǎo)體棒施加一個(gè)水平向右的恒定拉力F,并每隔0.2s測(cè)量一次導(dǎo)體棒的速度,乙圖是根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)描繪出導(dǎo)體棒的v-t圖象。設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),求:

(1)力F的大小;
(2)t =1.2s時(shí),導(dǎo)體棒的加速度;
(3)估算1.6s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

(15分)如圖所示,正三角形ABC內(nèi)有B=0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直紙面向外,在BC邊右側(cè)有平行于BC足夠長(zhǎng)的擋板EF,已知B點(diǎn)到擋板的水平距離BD=0.5m。某一質(zhì)量m=4×10-10kg,電荷量q=1×10-4C的粒子,以速度:v0=1×104m/s自A點(diǎn)沿磁場(chǎng)中的AB邊射入,恰可從BC邊水平射出打到擋板上。不計(jì)粒子重力。
(1)求粒子從BC邊射出時(shí),射出點(diǎn)距C點(diǎn)的距離和粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
(2)如果在BC至EF區(qū)域加上豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),使粒子仍能打到擋板上,求所加電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的最大值。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

在平面直角坐標(biāo)系xoy的第一象限內(nèi)有一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,半徑r=0.1m,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T,與y軸、x軸分別相切于A、C兩點(diǎn)。第四象限內(nèi)充滿平行于x軸的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E=0.3 V/m,如圖所示。某帶電粒子以vo=20m/s的初速度,自A點(diǎn)沿AO1方向射入磁場(chǎng),從C點(diǎn)射出(不計(jì)重力)。
(1)帶粒子的比荷;
(2)若該粒子以相同大小的初速度,自A點(diǎn)沿與AO1成30o角的方向斜向上射入磁場(chǎng),經(jīng)磁場(chǎng)、電場(chǎng)后射向y軸,求經(jīng)過(guò)y軸時(shí)的位置坐標(biāo)。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

如圖所示,在xOy坐標(biāo)系中,y>0的范圍內(nèi)存在著沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng);在y<0的范圍內(nèi)存在著垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(方向未畫(huà)出)。已知OA=OC=CD=DE=EF=L,OB=L,F(xiàn)在一群質(zhì)量為m、電荷量大小為q(重力不計(jì))的帶電粒子,分布在A、B之間。t=0時(shí)刻,這群帶電粒子以相同的初速度v0沿x軸正方向開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。觀察到從A點(diǎn)出發(fā)的帶電粒子恰好從D點(diǎn)第一次進(jìn)入磁場(chǎng),然后從O點(diǎn)第一次離開(kāi)磁場(chǎng)。

(1)試判斷帶電粒子所帶電荷的正負(fù)及所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向;
(2)試推導(dǎo)帶電粒子第一次進(jìn)入磁場(chǎng)的位置坐標(biāo)x與出發(fā)點(diǎn)的位置坐標(biāo)y的關(guān)系式;
(3)試求從A點(diǎn)出發(fā)的帶電粒子,從O點(diǎn)第一次離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與x軸正方向的夾角θ。(圖中未畫(huà)出)

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