有人设想用题图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子。粒子在电离室中电离后带正电,电量与其表面积成正比。电离后,粒子缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U
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有人设想用题图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子。粒子在电离室中电离后带正电,电量与其表面积成正比。电离后,粒子缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U
题型:不详
难度:
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有人设想用题图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子。粒子在电离室中电离后带正电,电量与其表面积成正比。电离后,粒子缓慢通过小孔
O
1
进入极板间电压为U的水平加速电场区域I,再通过小孔
O
2
射入相互正交的恒定匀强电场、磁场区域II,其中磁场的磁感应强度大小为
B
,方向如图。收集室的小孔
O
3
与
O
1
、
O
2
在同一条水平线上。半径为
r
0
的粒子,其质量为
m
0
、电量为
q
0
刚好能沿
O
1
O
3
直线射入收集室。不计纳米粒子重力。(
)
(1)试求图中区域II的电场强度;
(2)试求半径为
r
的粒子通过
O
2
时的速率;
(3)讨论半径
r
≠
r
2
的粒子刚进入区域II时向哪个极板偏转。
答案
(1)
(2)
(3)
r
>
r
0
时,粒子会向上极板偏转;
r
<
r
0
时,粒子会向下极板偏转
解析
(1)设半径为
r
0
的粒子加速后的速度为
v
0
,则
设区域II内电场强度为E,则
v
0
q
0
B
=
q
0
E
电场强度方向竖直向上。
(2)设半径为
r
的粒子的质量为
m
、带电量为
q
、被加速后的速度为
v
,则
由
得:
(3)半径为
r
的粒子,在刚进入区域II时受到合力为:
F
合
=
qE
-
qvB
=
qB
(
v
0
-
v
)
由
可知,当
r
>
r
0
时,
v
<
v
0
,
F
合
>0,粒子会向上极板偏转;
r
<
r
0
时,
v
>
v
0
,
F
合
<0,粒子会向下极板偏转。
举一反三
如图所示,在某空间同时存在着互相正交的匀强电场和匀强磁场,电场的方向竖直向下。一带电体a带负电荷,电量为q
1
,恰能静止于此空间的c点,另一带电体b也带负电荷,电量为q
2
,正在过a点的竖直平面内作半径为R的匀速圆周运动,结果a、b在c处碰撞并粘合在一起,试分析a、b粘合一起后的运动性质。
题型:不详
难度:
|
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如图5所示,在水平正交的匀强电场和匀强磁场中,半径为R的光滑绝缘竖直圆环上,套有一个带正电的小球,已知小球所受电场力与重力相等,小球在环顶端A点由静止释放,当小球运动的圆弧为周长的几分之几时,所受磁场力最大?
题型:不详
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|
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如图,在某个空间内有一个水平方向的匀强电场,电场强度
,又有一个与电场垂直的水平方向匀强磁场,磁感强度B=10T。现有一个质量m=2×10
-6
kg、带电量q=2×10
-6
C的微粒,在这个电场和磁场叠加的空间作匀速直线运动。假如在这个微粒经过某条电场线时突然撤去磁场,那么,当它再次经过同一条电场线时,微粒在电场线方向上移过了多大距离。(g取10m/S
2
)
题型:不详
难度:
|
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如图所示,在图中第I象限的区域里有平行于y轴的匀强电场
,在第IV象限区域内有垂直于Oxy平面的匀强磁场B。
带电粒子A,质量为
,电量
,从y轴上A点以平行于x轴的速度
射入电场中,已知
,求:
(1)粒子A到达x轴的位置和速度大小与方向;
(2)在粒子A射入电场的同时,质量、电量与A相等的粒子B,从y轴上的某点B以平行于x轴的速度
射入匀强磁场中,A、B两个粒子恰好在x轴上迎面正碰(不计重力,也不考虑两个粒子间的库仑力)试确定B点的位置和匀强磁场的磁感强度。
题型:不详
难度:
|
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如图所示,质量为m,电量为q的带正电
的微粒以初速度v
0
垂直射入相互垂直的匀强电场和
匀强磁场中,刚好沿直线射出该场区,若同一微粒
以初速度v
0
/2垂直射入该场区,则微粒沿图示的
曲线从P点以2v
0
速度离开场区,求微粒在场区中
的横向(垂直于v
0
方向)位移,(已知磁场的磁感应强度大小为B.)
题型:不详
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