如圖14甲所示，在兩平行金屬板的中線OO′某處放置一個粒子源，沿OO′方向連續(xù)不斷地放出速度v0=1.0×105 m/s的帶正電的粒子.在直線MN的右側(cè)分布有范圍足夠大的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=0.01π T，方向垂直紙面向里，MN與中線OO′垂直.兩平行金屬板間的電壓U隨時間變化的U-t圖線如圖13乙所示.已知帶電粒子的比荷=1.0×108 C/kg，粒子的重力和粒子之間的作用力均可忽略不計，若t=0.1 s時刻粒子源放出的粒子恰能從平行金屬板邊緣離開電場（設(shè)在每個粒子通過電場區(qū)域的時間內(nèi)，可以把板間的電場看作是恒定的）.求：

圖14

（1）t=0.1 s時刻粒子源放出的粒子離開電場時的速度大小和方向；

（2）從粒子源放出的粒子在磁場中運動的最短時間和最長時間.

解析：（1）設(shè)板間距離為d,t=0.1 s時刻釋放的粒子在板間做類平拋運動

在沿電場方向上=t2

粒子離開電場時，沿電場方向的分速度vy=t

粒子離開電場時的速度v=

粒子在電場中的偏角為θ  tanθ=

聯(lián)立以上幾式得v==1.4×105 m/s

tanθ==1  θ=45°.

（2）帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的周期T==2×10-6 s

不同時刻釋放的粒子在電場中的偏角θ不同，進入磁場后在磁場中運動的時間不同，θ大的磁場中的偏角大，運動時間長.

t=0時刻釋放的粒子，在電場中的偏角為0，在磁場中運動的時間最短t1==10×10-6 s

t=0.1 s時刻釋放的粒子，在電場中的偏角最大為45°，在磁場中的運動時間最長t2=T=1.5×10-6 s.

答案：(1)1.4×105 m/s  在電場中偏轉(zhuǎn)45°(2)1×10-6 s  1.5×10-6 s

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

“嫦娥二號”衛(wèi)星送入近地點高度200公里、遠地點高度38萬公里的直接奔月軌道，如圖14甲所示．衛(wèi)星奔月飛行約需112小時；當(dāng)衛(wèi)星到達月球附近的特定位置時，實施近月制動，進入近月點100公里的橢圓軌道．再經(jīng)過兩次軌道調(diào)整，進入100公里的極月圓軌道．
（1）若運載“嫦娥二號”衛(wèi)星的長征三號丙運載火箭點火后前300s豎直向上運動的速度圖象如圖乙所示，前120s火箭的圖線可以視為直線．假設(shè)在該高度地球?qū)πl(wèi)星的引力與地面時相同，地面重力加速度g=10m/s2，不計空氣阻力，求：100s時火箭的高度和火箭對“嫦娥二號”的推力（保留3位有效數(shù)字）．
（2）若月球質(zhì)量為M，半徑為r，月球表面的重力加速度為地球表面重力加速度g的
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．“嫦娥二號”衛(wèi)星在極月圓軌道運行時距月球表面高度為h，忽略“嫦娥二號”衛(wèi)星在極月圓軌道運行時受到其他星體的影響．求“嫦娥二號”衛(wèi)星在極月圓軌道的運行周期．（用題給物理量字母表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖14甲所示，光滑的平行水平金屬導(dǎo)軌、相距，

在點和點間連接一個阻值為的電阻，在兩導(dǎo)軌間矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向上、寬為的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為。一質(zhì)量為、電阻為、長度也剛好為的導(dǎo)體棒垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場左邊界相距。現(xiàn)用一個水平向右的力拉棒，使它由靜止開始運動，棒離開磁場前已做勻速直線運動，棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計，隨與初始位置的距離變化的情況如圖14乙，已知。求：

（1）棒離開磁場右邊界時的速度；

（2）棒通過磁場區(qū)域的過程中整個回路所消耗的電能；

（3）滿足什么條件時，棒進入磁場后一直做勻速運動。

 

 

 

 

 

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科目：高中物理 來源：北京市海淀區(qū)2010年高三一模（理科綜合）物理部分 題型：計算題

(18分)

       示波管是示波器的核心部分，它主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分組成，如圖14甲所示。電子槍具有釋放電子并使電子聚集成束以及加速的作用；偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)；電子束打在熒光屏上形成光跡。這三部分均封裝于真空玻璃殼中。已知電子的電荷量=1.6×10C，質(zhì)量=0.91×10kg，電子所受重力及電子之間的相互作用力均可忽略不計，不考慮相對論效應(yīng)。

（1）電子槍的三級加速可簡化為如圖14乙所示的加速電場，若從陰極逸出電子的初速度可忽略不計，要使電子被加速后的動能達到16×10J，求加速電壓為多大；

（2）電子被加速后進入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，若只考慮電子沿Y(豎直)方向的偏轉(zhuǎn)情況，偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)可以簡化為如圖14丙所示的偏轉(zhuǎn)電場。偏轉(zhuǎn)電極的極板長=4.0cm，兩板間距離=1.0cm，極板右端與熒光屏的距離=18cm，當(dāng)在偏轉(zhuǎn)電極上加的正弦交變電壓時，如果電子進入偏轉(zhuǎn)電場的初速度，求電子打在熒光屏上產(chǎn)生亮線的最大長度；

（3）如圖14甲所示，電子槍中燈絲用來加熱陰極，使陰極發(fā)射電子�？刂茤艠O的電勢比陰極的電勢低，調(diào)節(jié)陰極與控制柵極之間的電壓，可控制通過柵極電子的數(shù)量。現(xiàn)要使打在熒光屏上電子的數(shù)量增加，應(yīng)如何調(diào)節(jié)陰極與控制柵極之間的電壓。

       電子槍中、和三個陽極除了對電子加速外，還共同完成對電子的聚焦作用，其中聚焦電場可簡化為如圖14丁所示的電場，圖中的虛線是該電場的等勢線。請簡要說明聚焦電場如何實現(xiàn)對電子的聚焦作用。

 

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科目：高中物理 來源：2012屆河南省衛(wèi)輝市高二4月月考物理卷 題型：計算題

如圖14甲所示，光滑的平行水平金屬導(dǎo)軌、相距，

在點和點間連接一個阻值為的電阻，在兩導(dǎo)軌間矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向上、寬為的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為。一質(zhì)量為、電阻為、長度也剛好為的導(dǎo)體棒垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場左邊界相距�，F(xiàn)用一個水平向右的力拉棒，使它由靜止開始運動，棒離開磁場前已做勻速直線運動，棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計，隨與初始位置的距離變化的情況如圖14乙，已知。求：

（1）棒離開磁場右邊界時的速度；

（2）棒通過磁場區(qū)域的過程中整個回路所消耗的電能；

（3）滿足什么條件時，棒進入磁場后一直做勻速運動。

 

 

 

 

 

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