(13分)在以坐标原点为中心、边长为L的正方形EFGH区域内,存在磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示。在A处有一个粒子源,可以连续不断的沿-

(13分)在以坐标原点为中心、边长为L的正方形EFGH区域内,存在磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示。在A处有一个粒子源,可以连续不断的沿-

题型:不详难度:来源:
(13分)在以坐标原点为中心、边长为L的正方形EFGH区域内,存在磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示。在A处有一个粒子源,可以连续不断的沿-x方向射入速度不同的带电粒子,且都能从磁场的上边界射出。已知粒子的质量为m,电量大小为q,重力不计,不考虑粒子间的相互作用。

(1)试判断粒子的电性;
(2)求从F点射出的粒子在磁场中运动的时间;
(3)若粒子以速度射入磁场,求粒子由EF边射出时的位置坐标。
答案
[(1)粒子带负电
(2)
(3)(
解析


(1)由左手定则可知粒子带负电   ……2分
(2)粒子由F点射出时,运动方向水平向右,其在磁场中运动轨迹为半圆,则运动时间为:                  …………3分
(3)由牛顿第二定律     …………2分
解得                 ……………1分
由几何关系得,    ……………2分
                      ……………2分
坐标为()    ……………1分www.
举一反三
如图所示,某空间有一竖直向下的匀强电场,电场强度E=1.0×102V/m,一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中,在金属板的正上方高度h=0.80m的C处有一粒子源,可在纸面内向水平线以下的各个方向均匀放出带电粒子,带电粒子的初速度,质量为,电荷量为,粒子最终落在金属板上。若不计粒子重力,求:
(1)粒子源所在处C点的电势;
(2)带电粒子打在金属板上时的动能;
(3)若只将电场换为匀强磁场,磁场分布在半径为力,圆心在C点的圆形区域内,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度为B=0.5T,从粒子源射出的粒子打在金属板上的范围。(结果保留两位有效数字,
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如图所示,在等腰三角形abc区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,dac上任意一点,ebc上任意一点。大量相同的带电粒子从a点以相同方向进入磁场,由于速度大小不同,粒子从acbc上不同点离开磁场。不计粒子重力。从c点离开的粒子在三角形abc磁场区域内经过的弧长和运动时间,与从d点和e点离开的粒子相比较
A.经过的弧长一定大于从d点离开的粒子经过的弧长
B.经过的弧长一定小于从e点离开的粒子经过的弧长
C.运动时间一定大于从d点离开的粒子的运动时间
D.运动时间一定大于从e点离开的粒子的运动时间

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(18分)如题24图所示,MN为两块带等量异种电荷的平行金属板,板上有正对的小孔,N板右侧有两个宽度分别为d和2d的匀强磁场区域,磁感应强度大小分别为2BB,方向分别垂直于纸面向里和向外.板左侧电子经小孔O1进入两板间,O2在磁场边界上,O1O2连线过板上正对的小孔且与磁场边界垂直,电子的质量为m,电荷量大小为e,电子重力和进入两板间初速度可以忽略.求:

(1)当两板间电势差为U0时,求从N板小孔射出的电子的速度v0
(2)两金属板间电势差U在什么范围内,电子不能进入右侧磁场区域;
(3)如果电子从右边界的P点穿出,PO2间距离为2d,求两金属板间电势差U大小。
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(18分)下图为汤姆生在1897年测量阴极射线(电子)的荷质比时所用实验装置的示意图。K为阴极,A1和A2为连接在一起的中心空透的阳极,电子从阴检发出后被电场加速,只有运动方向与A1和A2的狭缝方向相同的电子才能通过,电子被加速后沿方向垂直进入方向互相垂直的电场、磁场的叠加区域。磁场方向垂直纸面向里,电场极板水平放置,电子在电场力和磁场力的共同作用下发生偏转。已知圆形磁场的半径为R,圆心为C。

某校物理实验小组的同学们利用该装置,进行了以下探究测量:
首先他们调节两种场强的大小:当电场强度的大小为E,磁感应强度的大小为B时,使得电子恰好能够在复合场区域内沿直线运动;然后撤去电场,保持磁场和电子的速度不变,使电子只在磁场力的作用下发生偏转,打要荧屏上出现一个亮点P,通过推算得到电子的偏转角为α(即:之间的夹角)。若可以忽略电子在阴极K处的初速度,则:
(1)电子在复合场中沿直线向右飞行的速度为多大?
(2)电子的比荷为多大?
(3)利用上述已知条件,你还能再求出一个其它的量吗?若能,请指出这个量的名称。
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(8分)如图所示,一带电粒子质量为m,电量为q(不计重力),以某一速度垂直射入磁感应强度B、宽度为d的有界匀强磁场中,穿过磁场时速度方向与原来入射方向的夹角为30°。求:
(1)带电粒子在匀强磁场中做圆周运动时的速度大小;
(2)带电粒子穿过磁场区域的时间为多少?
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