(16分)如圖13-4-10所示,在真空中,半徑為R=5L0的圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場,磁場方向垂直紙面向里.在磁場右側(cè)有一對平行金屬板MN,兩板間距離為d=6L0,板長為L=12L0,板的中心線O1O2與磁場的圓心O在同一直線上. 給M、N板加上電壓U0,其變化情況如圖13-4-11所示.有一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電的粒子,從M、N板右側(cè)沿板的中心線,在t=0或t=T/4時刻以速率v向左射入M、N之間,粒子在M、N板的左側(cè)剛好以平行于M、N板的速度射出.若上述粒子經(jīng)磁場后又均能平行于M、N極板返回電場,而電場變化的周期T未知,求磁場磁感應(yīng)強度B相應(yīng)必須滿足的條件.(不計粒子重力)
                              
(16分)若要使從極板左端射入磁場的粒子又平行于極板返回電場,則它們在磁場中的運動半徑r必須等于其在電場中垂直板方向上的位移y.即ry,否則粒子運動的情況如圖7所示,粒子射出磁場時其速度方向不再與中軸線O1O2平行.

對于t=0射入電場的粒子 -------------------(3分)
                                -------------------(1分)  
                    -------------------(1分)
                         -------------------(1分)  
                           -------------------(2分)
解得:  (N=1、2、3、……),其中   -------------------(2分)
對于時刻射入電場的粒子,      -------------------(2分)
若粒子在電場中運動的時間是T/2的偶數(shù)倍,則粒子沿中軸線O1O2射出電場,通過磁場偏轉(zhuǎn)后,不可能再平行于中軸線O1O2射出磁場返回電場.故粒子在電場中運動的時間只能取T/2的奇數(shù)倍.                       -------------------(2分)
解得:  (N=1、2、3、……)其中
                                    -------------------(2分)
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

在如圖所示的坐標系中,矩形區(qū)域abcd內(nèi)有正交的勻強電場和勻強磁場,各點坐標為a(0,L)、b(LL)、c(L,-L)、d(0,-L),磁場方向垂直于紙面向里,電場方向平行于紙面向下。一帶電粒子從坐標原點沿x軸正方向射入,恰能沿直線通過(不計重力)。若只撤去磁場,則粒子從c點射出,求若只撤去電場,粒子射出的位置坐標。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖2所示,一條長為L的細線上端固定,下端拴一個質(zhì)量為m的帶電小球,將它置于一方向水平向右,場強為正的勻強電場中,已知當細線離開豎直位置偏角α?xí)r,小球處于平衡狀態(tài)。

圖2
(1)若使細線的偏角由α增大到,然后將小球由靜止釋放。則應(yīng)為多大,才能使細線到達豎直位置時小球的速度剛好為零?
(2)若α角很小,那么(1)問中帶電小球由靜止釋放在到達豎直位置需多少時間?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

兩個小燈泡的標識分別是L1“6V   6W”,L2“6V  9W”,把它們分別接在同一直
流電源上,L1消耗的功率恰好為6W,則L 2消耗的功率為(電源內(nèi)阻不可忽略)  (   )
A.一定小于9WB.一定等于9W
C.一定大于9WD.條件不足,不能確定

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,在x軸上方整個區(qū)域有一磁感應(yīng)強度B=0.5T,方向垂直紙面向里的勻強磁場,在x軸下方整個區(qū)域有一電場強度E=N/C,方向與y軸正方向成45°夾角的勻強電場,在t=0時刻有一比荷q/m="100" C/kg的帶正電的粒子從y軸上的M點沿y軸正方向射入磁場,經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后,從x軸上的N點(圖中未標出)射入電場,已知M、N距原點O的距離分別為cm、(2+)cm,不計帶電粒子在磁場和電場中的重力。求:
(1)帶電粒子射入磁場的初速度V0;
(2)帶電粒子第2次經(jīng)過x軸的時刻及坐標;
(3)帶電粒子第3次經(jīng)過x軸的坐標;

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

圖10-27為方向相互垂直的勻強電場和勻強磁場區(qū)域。電場強度為E,磁感強度為B,復(fù)合場的水平寬度為d,豎直方向足夠長,F(xiàn)有一束電量為+q、質(zhì)量為m初速度各不相同的粒子沿電場方向進入場區(qū),求能逸出場區(qū)的粒子的動能增量ΔEk。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

光滑水平面上存在勻強電場E和勻強磁場B,電場線水平向右,磁感線水平指向紙里。
水平面左端固定著一塊豎直擋板,離擋板相距L處放著一個質(zhì)量為m、帶電荷量為-q的小
物塊m,如圖所示。物塊在電場力作用下從靜止開始運動,而后相繼多次與擋板向碰,物
塊每次和擋板碰撞后速度都減為碰前的k倍(k<1),設(shè)物塊在運動和碰撞過程中電荷量始
終不變,碰撞時間極短。
(1)要使物塊運動過程中始終不離開水平面,L應(yīng)滿足什么條件?
(2)從物體開始運動到最后停止運動共需要多少時間?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖11所示,虛線間空間存在由勻強電場E和勻強磁場B組成的正交或平行的電場和磁場,有一個帶正電小球(電量為+q,質(zhì)量為m)從正交或平行的電磁混合場上方的某一高度自由落下,那么,帶電小球可能沿直線通過下列的哪個電磁混合場:(   )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

湯姆生曾采用電場、磁場偏轉(zhuǎn)法測定電子的比荷,具體方法如下:
Ⅰ.使電子以初速度v1垂直通過寬為L的勻強電場區(qū)域,測出偏向角θ,已知勻強電場的場強大小為E,方向如圖(a)所示

Ⅱ.使電子以同樣的速度v1垂直射入磁感應(yīng)強度大小為B、方向如圖(b)所示的勻強磁場,使它剛好經(jīng)過路程長度為L的圓弧之后射出磁場,測出偏向角φ,請繼續(xù)完成以下三個問題:
(1)電子通過勻強電場和勻強磁場的時間分別為多少?
(2)若結(jié)果不用v1表達,那么電子在勻強磁場中做圓弧運動對應(yīng)的圓半徑R為多少?
(3)若結(jié)果不用v1表達,那么電子的比荷e / m為多少?

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案