如图所示,A板射出的电子经电场加速后,水平射入水平放置的平行板电容器之间,电容器两极板所加的电压为U,电子打在荧光屏P上某位置(不计电子的重力及阻力)。现要使电
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如图所示,A板射出的电子经电场加速后,水平射入水平放置的平行板电容器之间,电容器两极板所加的电压为U,电子打在荧光屏P上某位置(不计电子的重力及阻力)。现要使电
题型:不详
难度:
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如图所示,A板射出的电子经电场加速后,水平射入水平放置的平行板电容器之间,电容器两极板所加的电压为U,电子打在荧光屏P上某位置(不计电子的重力及阻力)。现要使电子打在荧光屏上的位置上移,则下列做法可行的是
A.仅将滑动触头向左移动
B.仅将滑动触头向右移动
C.仅增加水平放置的平行板电容器的间距
D.固定水平放置的平行板电容器的长度
,仅增加其正对面积
答案
A
解析
试题分析:设加速电压为U
1
,根据动能定理,
,进入偏转电场做平抛运动,水平方向
,竖直方向上偏转距离
,而加速度
,整理得
,因此仅将滑动触头向左移动,使得U
1
减小,y增大,A正确;仅将滑动触头向右移动U
1
增大,y减小,B错误;仅增加水平放置的平行板电容器的间距,此时U
2
增大d也增大,而
比值不变,因此y不变,C错误;固定水平放置的平行板电容器的长度l,仅增加其正对面积,U
2
不变,y不变,电子打在荧光屏上的位置不变,故D错误。
举一反三
(20分)一半径R=0.6m的金属圆筒有一圈细窄缝,形状如图所示。圆筒右侧与一个垂直纸面向里的有界匀强磁场相切于P,圆筒接地,圆心O处接正极,正极与圆筒之间的电场类似于正点电荷的电场,正极与圆筒之间电势差U可调。正极附近放有一粒子源(粒子源与正极O间距离忽略不计)能沿纸面向四周释放比荷q/m=1.5×l0
5
C/kg的带正电粒子(粒子的初速度、重力均不计)。带电粒子经电场加速后从缝中射出进入磁场,已知磁场宽度d=0.4m,磁感应强度B=0.25T。
(1)若U=750V,求:①粒子达到细缝处的速度;②若有一粒子在磁场中运动的时间最短,求此粒子飞出磁场时与右边界的夹角大小。
(2)只要电势差U在合适的范围内变化,总有从向沿某一方向射出粒子经过磁场后又回到O处,求电势差U合适的范围。
题型:不详
难度:
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(22分)离子推进器是太空飞行器常用的动力系统,某种推进器设计的简化原理如图1所示,截面半径为R的圆柱腔分为两个工作区。I为电离区,将氙气电离获得1价正离子II为加速区,长度为L,两端加有电压,形成轴向的匀强电场。I区产生的正离子以接近0的初速度进入II区,被加速后以速度v
M
从右侧喷出。I区内有轴向的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在离轴线R/2处的C点持续射出一定速度范围的电子。假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动,截面如图2所示(从左向右看)。电子的初速度方向与中心O点和C点的连线成α角(0<α<90
◦
)。推进器工作时,向I区注入稀薄的氙气。电子使氙气电离的最小速度为v
0
,电子在I区内不与器壁相碰且能到达的区域越大,电离效果越好。已知离子质量为M;电子质量为m,电量为e。(电子碰到器壁即被吸收,不考虑电子间的碰撞)。
(1)求II区的加速电压及离子的加速度大小;
(2)为取得好的电离效果,请判断I区中的磁场方向(按图2说明是“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”);
(3)α为90
◦
时,要取得好的电离效果,求射出的电子速率v的范围;
(4)要取得好的电离效果,求射出的电子最大速率v
M
与α的关系。
题型:不详
难度:
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(20分)某学习小组为了研究影响带电粒子在磁场中偏转的因素,制作了一个自动控制装置,如图所示,滑片P可在R
2
上滑动,在以O为圆心,半径为R=10
cm的圆形区域内,有一个方向垂直纸面向外的水平匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.10T。竖直平行放置的两金属板A、K相距为d,连接在电路中,电源电动势E=91V,内阻r=1.0Ω,定值电阻R
1
=10Ω,滑动变阻器R
2
的最大阻值为80Ω,S
1
、S
2
为A、K板上的两个小孔,且S
1
、S
2
跟O在竖直极板的同一直线上,OS
2
=2R,另有一水平放置的足够长的荧光屏D,O点跟荧光屏D点之间的距离为H。比荷为2.0×10
5
C/kg的离子流由S
1
进入电场后,通过S
2
向磁场中心射去,通过磁场后落到荧光屏D上。离子进入电场的初速度、重力、离子之间的作用力均可忽略不计。问:
(1)判断离子的电性,并分段描述离子自S
1
到荧光屏D的运动情况?
(2)如果离子恰好垂直打在荧光屏上的N点,电压表的示数多大?
(3)电压表的最小示数是多少?要使离子打在荧光屏N点的右侧,可以采取哪些方法?
题型:不详
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带电粒子在只考虑已知场力的情况下可能所处的状态是( )
A.在磁场中做直线运动
B.在匀强电场中做匀速圆周运动
C.在匀强磁场中做类似抛体运动
D.在匀强电场和匀强磁场的复合场中做匀速直线运动
题型:不详
难度:
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如图所示,在x轴下方的区域内存在+y方向的匀强电场,电场强度为E。在x轴上方以原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内存在匀强磁场,磁场的方向垂直于xoy平面向外,磁感应强度为B。-y轴上的A点与O点的距离为d,一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A点由静止释放,经电场加速后从O点射入磁场,不计粒子的重力。
(1)求粒子在磁场中运动的轨道半径r;
(2)要使粒子进人磁场之后不再经过x轴,求电场强度的取值范围;
(3)改变电场强度,使得粒子经过x轴时与x轴成θ=30
0
的夹角,求此时粒子在磁场中的运动时间t及经过x轴的位置坐标值x
0
。
题型:不详
难度:
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