一带正电的粒子带电量为q,质量为m。从静止开始经一电压U1=100V的匀强电场加速后,垂直进入一电压U2=40V的平行板电场,平行板长L=0.2m,间距d=1c
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一带正电的粒子带电量为q,质量为m。从静止开始经一电压U1=100V的匀强电场加速后,垂直进入一电压U2=40V的平行板电场,平行板长L=0.2m,间距d=1c
题型:不详
难度:
来源:
一带正电的粒子带电量为q,质量为m。从静止开始经一电压U
1
=100V的匀强电场加速后,垂直进入一电压U
2
=40V的平行板电场,平行板长L=0.2m,间距d=1cm。在平行板区域同时存在一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B
1
=1T。粒子穿过平行板后进入另一垂直向里的有界匀强磁场区域,磁感应强度为B
2
,宽度D=0.1m。最后从此磁场的右边界以
60°穿出(如图所示)。已知粒子的比荷为
,忽略粒子重力及阻力的影响。
(1)求粒子进入平行板电场时的速度大小;
(2)求有界匀强磁场的磁感应强度B
2
的大小;
(3)求粒子从进入磁场到穿出磁场所用时间。(保留一位有效数字)
答案
(1)粒子经过加速电场,由动能定理有
(2分)
解得粒子进入平行板电场时的速度
(2分)
(2)粒子在平行板中受到的洛仑兹力
(2分)
所受的电场力
(2分)
由于F=f,粒子沿v
0
方向匀速直线穿过平行板,进入有界磁场B
2
(1分)
由几何关系可得,粒子圆周运动的半径
(1分)
又因为
(1分)
得 磁感应强度
(1分)
(3)粒子在平行板区域所用时间
(1分)
粒子在有界磁场区域所用时间
(2分)
所以粒子在穿越两个磁场所用的总时间
(1分)
解析
略
举一反三
如图所示,在
范围内有垂直于纸面向里的匀强磁场I,在
范围内有垂直于纸面向外的匀强磁场
在一条直线上,
,这两个区域磁场的磁感应强度大小均为B。离子源中的离子带电荷量为
,质量为m,通过小孔
进入两板间电压为U的加速电场区域(可认为初速度为零),离子经电场加速后由小孔
射出,再从O点进入磁场区域I,此时速度方向沿纸面垂直于磁场边界MN不计离子的重力。
(1)若加速电场两板间电压U=U
0
,求离子进入磁场后做圆周运动的半径R
0
(2)在
上有一点P,P点到O点距离为若离子能通过P点,求加速电压U和从O点到P点的运动的时间
题型:不详
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|
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如图所示,质量为m,带电量为-q的粒子,从两平行电极板正中央垂直电场线和磁感线以速度v飞入.已知两板间距为d,磁感强度为B,这时粒子恰能直线穿过电场和磁场区域(重力不计).今将磁感强度增大到某值,则粒子将落到极板上.当粒子落到极板上时的动能为______.
题型:不详
难度:
|
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如图所示,m=2.00×10
-10
kg的小球(可看成质点),带电量q=+8.00×10
-8
C,以初速度v
0
=1.00×10
2
m/s从A点进入足够大的M、N板之间的区域,M、N间距离L=2.00m,电场强度E=2.50×10
-2
N/C,方向竖直向上,磁感应强度B=0.250T,方向水平向右。在小球运动的正前方固定一个与水平方向成θ=45°足够小的绝缘薄板,假设小球与薄板碰撞时无机械能损失,取g=10m/s
2
则 ( )
A.带电小球不能到达N板
B.带电小球能到达N板,且需2.00×10
-2
s时间
C.带电小球能到达N板,且需8.28×10
-2
s时间
D.带电小球能到达N板,因未知绝缘薄板与A点的距离,所以无法确定所需时间
题型:不详
难度:
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如图所示,匀强电场方向竖直向上,匀强磁场方向水平且垂直纸面向里,有两个带电小球a和b,a恰能在垂直于磁场方向的竖直平面内做半径r=0.8 m的匀速圆周运动,b恰能以v=2 m/s的水平速度在垂直于磁场方向的竖直平面内向右做匀速直线运动.小球a、b质量m
a
=10 g,m
b
=40 g,电荷量q
a
=1×10
-2C
,q
b
= 2×10
-2C
,g=10m/s
2
。求:
(1)小球
a和b分别带什么电?电场强度E与磁感应强度B的大小?
(2)小球a做匀速周周运动绕行方向是顺时针还是逆时针?速度大小v
a
是多大?
(3)设小球b的运动轨迹与小球a的运动轨迹的最低点相切,当小球a运动到最低点即切点时小球b也同时运动到切点,a、b相碰后合为一体,设为c,在相碰结束的瞬间,c的加速度a
c
=?
题型:不详
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电子激光器是利用高速电子束射入方向交替变化的磁场,使电子在磁场中摆动着前进而产生激光的一种装置。在磁场中建立与磁场方向垂直的平面坐标系xoy,如图甲所示。方向交替变化的磁场随x坐标变化的图线如图乙所示,每个磁场区域的宽度均为L= 0.30m,磁场的磁感应强度大小B
0
= 3.75×10
-4
T,规定磁场方向垂直纸面向里为正方向。现将初速度为零的电子经电压U = 4.5×10
3
V的电场加速后,从坐标原点沿y轴正方向射入磁场。电子电荷量e为1.6×10
-19
C,电子质量m取9.0×10
-31
Kg,不计电子的重力,不考虑电子因高速运动而产生的影响。求:
(l)电子从坐标原点进入磁场时速度的大小v
(2)请在答题卡中图甲的位置画出x=0至x=4L区域内电子在磁场中运动的轨迹,并计算电子通过图中各磁场区域边界时位置的纵坐标,请在图中标出来
(3)从x=0至x=NL(N为整数)区域内电子运动的平均速度的大小
题型:不详
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