如圖甲所示,豎直放置的金屬板A、B中間開有小孔,小孔的連線沿水平放置的金屬板C、D的中軸線,粒子源P可以連續(xù)地產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(初速不計(jì)),粒子在A、B間被加速后,再進(jìn)入金屬板C、D間偏轉(zhuǎn)并均能從此電場(chǎng)中射出.已知金屬板A、B間的電壓UAB=U0,金屬板C、D長(zhǎng)度為L(zhǎng),間距d = .兩板之間的電壓UCD隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示.在金屬板C、D右側(cè)有一個(gè)垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在圖示的半環(huán)形帶中,該環(huán)形帶的內(nèi)、外圓心與金屬板C、D的中心O點(diǎn)重合,內(nèi)圓半徑Rl = .磁感應(yīng)強(qiáng)度B0 =.已知粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間遠(yuǎn)小于電場(chǎng)變化的周期(電場(chǎng)變化的周期T未知),粒子重力不計(jì).
(1)求粒子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí),在垂直于板面方向偏移的最大距離;
(2)若所有粒子均不能從環(huán)形磁場(chǎng)的右側(cè)穿出,求環(huán)形帶磁場(chǎng)的最小寬度;
(1)設(shè)粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)瞬間的速度為v0,
對(duì)粒子加速過程由動(dòng)能定理得                             3分
進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后,加速度                                   1分
設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,則有                                        1分
只有t=T/2時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的粒子,垂直于極板方向偏移的距離最大
                                             3分
(2)t =時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的粒子剛好不能穿出磁場(chǎng)時(shí)的環(huán)帶寬度為磁場(chǎng)的最小寬度.設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v,

對(duì)粒子的偏轉(zhuǎn)過程有   2分
解得                         1分
在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為   2分
如圖所示,設(shè)環(huán)帶外圓半徑為R2,
                        2分
解得R2="L                              " 2分
所求d= R2-R1 =                  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

如右圖所示,圖線a是線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生正弦交流電的圖象,當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后,所產(chǎn)生正弦交流電的圖象如圖線b所示,以下關(guān)于這兩個(gè)正弦交流電的說法正確的是(   )
A.線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為3∶2
B.兩種情況在0.3 s內(nèi)通過線圈的磁通量之比為1∶1
C.兩種情況在相等時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱之比Qa∶Qb=3∶2
D.兩種情況在相等時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱之比Qa∶Qb=9∶4

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)或勻強(qiáng)磁場(chǎng)中時(shí)粒子將發(fā)生偏轉(zhuǎn),稱這種電場(chǎng)為偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),這種磁場(chǎng)為偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng).下列說法錯(cuò)誤的是(重力不計(jì)):
A.欲把速度不同的同種帶電粒子分開,既可采用偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),也可采用偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)
B.欲把動(dòng)能相同的質(zhì)子和α粒子分開,只能采用偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)
C.欲把由靜止經(jīng)同一電場(chǎng)加速的質(zhì)子和α粒子分開,偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)均可采用
D.欲把初速度相同而比荷不同的帶電粒子分開,偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)均可采用

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,光滑水平面上有一質(zhì)量為m、帶正電荷量為q的物塊,在水平方向互相垂直的勻強(qiáng)電磁復(fù)合場(chǎng)中由靜止釋放,已知電場(chǎng)強(qiáng)度為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。

求:物塊在水平面上滑行的時(shí)間。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖所示,連接平行金屬板P1和P2(板垂直紙面)的導(dǎo)線的一部分CD和另一連接電池的回路的一部分導(dǎo)體GH平行,CD和GH均在紙平面內(nèi),金屬板置于磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。當(dāng)一束等離子體(含有等量的正負(fù)離子)射入兩金屬板之間時(shí),CD段導(dǎo)線將受到力的作用。若等離子體從平行金屬板右方射入,則CD受力的方向          (填“背離” 或“ 指向”) GH。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(10分)如圖所示,在第一象限有一勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E,方向與y軸平行;在x軸下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向與紙面垂直。一質(zhì)量為m、電荷量為-q(q>0)的粒子以平行于x軸的速度從y軸上的P點(diǎn)處射入電場(chǎng),在x軸上的Q點(diǎn)處進(jìn)入磁場(chǎng),并從坐標(biāo)原點(diǎn)O離開磁場(chǎng),粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡與y軸交于M點(diǎn),已知OP=L,OQ=L,不計(jì)重力,求:

(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向。
(2)M點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)O之間的距離。
(3)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)所用的時(shí)間。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

水平放置的平行金屬板M、N之間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面的交變磁場(chǎng)(如圖a所示,垂直紙面向里為正),磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=100T.已知兩板間距離d=0.3m,電場(chǎng)強(qiáng)度E=50V/m, M板上有一小孔P,在P正上方h=5cm處的O點(diǎn),一帶電油滴自由下落,穿過小孔后進(jìn)入兩板間,最后落在N板上的Q點(diǎn)如圖b所示.如果油滴的質(zhì)量m=,帶電量|q|.求
(1)在P點(diǎn)的速度V為多少?
(2)若油滴在t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間,最后恰好垂直向下落在N板上的Q點(diǎn).試求油滴的電性及交變磁場(chǎng)的變化周期T.(3)Q、O兩點(diǎn)的水平距離.(不計(jì)空氣阻力,重力加速度g取10m/s2
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(12分)如圖所示,O點(diǎn)在水平面上,P點(diǎn)在O點(diǎn)的正上方距O點(diǎn)高度h="5" m,整個(gè)空間存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng),磁場(chǎng)方向與紙面垂直.現(xiàn)從P點(diǎn)以速度v0向右水平射出一帶正電的微粒,正好能作勻速直線運(yùn)動(dòng);若撤去磁場(chǎng),保留電場(chǎng),微粒從P點(diǎn)以速度v0水平射出,結(jié)果落在水平面上的A點(diǎn)處;若將電場(chǎng)和磁場(chǎng)都撤去,微粒從P點(diǎn)以速度v0水平射出,結(jié)果落在水平面上的B點(diǎn)處,OB=2h,OA=
(1)說出電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向;
(2)求出v0的大;
(3)若僅將電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向都變?yōu)楹驮瓉硐喾矗笮〔蛔,微粒從P點(diǎn)以速度v0水平射出后,將落在水平面上的何處?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)內(nèi)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定的角速度ω繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng),線圈匝數(shù)n=200。穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化,如圖所示。發(fā)電機(jī)內(nèi)阻,r=5.0Ω,外電路電阻R=95Ω。求:

(1)此交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值Em;
(2)串聯(lián)在外電路中的交流電流表(內(nèi)阻不計(jì))的讀數(shù);
(3)此發(fā)電機(jī)的輸出功率P。

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