一个质量为m、带电荷量为q的粒子从两平行金属板的正中间沿与匀强电场相垂直的方向射入,如图所示,不计重力,当粒子的入射速度为υ0时,它恰好能穿过这电场而不会碰到金
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一个质量为m、带电荷量为q的粒子从两平行金属板的正中间沿与匀强电场相垂直的方向射入,如图所示,不计重力,当粒子的入射速度为υ0时,它恰好能穿过这电场而不会碰到金
题型:不详
难度:
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一个质量为m、带电荷量为q的粒子从两平行金属板的正中间沿与匀强电场相垂直的方向射入,如图所示,不计重力,当粒子的入射速度为υ
0
时,它恰好能穿过这电场而不会碰到金属板.现欲使入射速度为
υ
0
2
的此带电粒子也恰好能穿过这电场而不碰到金属板,则在其他量不变的情况下,必须( )
A.使粒子的带电荷量减小为原来的
1
2
B.使两板间的电压减小为原来的
1
4
C.使两板间的距离增大为原来的2倍
D.使两板间的距离增大为原来的4倍
答案
设平行板长度为l,宽度为2d,板间电压为U,
恰能穿过一电场区域而不碰到金属板上,则
沿初速度方向做匀速运动:t=
l
v
0
垂直初速度方向做匀加速运动:a=
qU
2dm
d=
1
2
at
2
=
qU
l
2
4dm
v
0
2
欲使质量为m、入射速度为
v
0
2
的粒子也能恰好穿过这一电场区域而不碰到金属板,则沿初速度方向距离仍是l,垂直初速度方向距离仍为d,
A、使粒子的带电量减少为原来的
1
2
,则y=
1
2
qU
l
2
4dm
(
v
0
2
)
2
=2d,故A错误;
B、使两板间所接电源的电压减小到原来的一半,y=
1
4
qU
l
2
4dm
(
v
0
2
)
2
=d,故B正确;
C、使两板间的距离增加到原来的2倍,此时垂直初速度方向距离应为2d,y=
qU
l
2
8dm
(
v
0
2
)
2
=2d,故C正确,D错误.
故选:BC.
举一反三
如图所示,有一混合正离子束先后通过正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ,如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转,进入区域Ⅱ后偏转半径又相同,则说明这些正离子具有相同的( )
A.质量
B.速度
C.荷质比
D.电荷
题型:不详
难度:
|
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汤姆生曾采用电场、磁场偏转法测定电子的比荷,具体方法如下:
Ⅰ.使电子以初速度
v
1
垂直通过宽为
L
的匀强电场区域,测出偏向角
θ
,已知匀强电场的场强大小为
E
,方向如图(a)所示
Ⅱ.使电子以同样的速度
v
1
垂直射入磁感应强度大小为
B
、方向如图(b)所示的匀强磁场,使它刚好经过路程长度为
L
的圆弧之后射出磁场,测出偏向角
φ
,请继续完成以下三个问题:
(1)电子通过匀强电场和匀强磁场的时间分别为多少?
(2)若结果不用
v
1
表达,那么电子在匀强磁场中做圆弧运动对应的圆半径
R
为多少?
(3)若结果不用
v
1
表达,那么电子的比荷
e / m
为多少?
题型:不详
难度:
|
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(9分)由于受地球信风带和盛行西风带的影响,海洋中一部分海水做定向流动,称为风海流,风海流中蕴藏着巨大的动力资源。因为海水中含有大量的带电离子,这些离子随风海流做定向运动,如果有足够强的磁场能使海流中的正、负离子发生偏转,便可用来发电。图11为一利用风海流经典的磁流体发电机原理示意图,用绝缘材料制成一个横截面为矩形的管道,在管道的上、下两个内表面装有两块金属板M、N,金属板长为
,宽为
,两板间的距离为
,将管道沿风海流方向固定在风海流中,在金属板之间加一水平匀强磁场,磁感应强度大小为
,方向由南向北,用导线将M、N外侧连接电阻为
的航标灯(图中未画出)。工作时,海水从东向西流过管道,在两金属板之间形成电势差,可以对航标灯供电,设管道内海水的流速处处相同,且速率恒为
,海水的电阻率为
,海水所受摩擦力与流速成正比,比例系数为
。
(1)求磁流体发电机电动势
的大小,并判断M、N两板哪个板电势较高;
(2)由于管道内海水中有电流通过,磁场对管道内海水有力的作用,求此力的大小和方向;
(3)求在
时间内磁流体发电机消耗的总机械能。
题型:不详
难度:
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电视机显像管中需要用变化的磁场来控制电子束的偏转。图9甲为显像管工作原理示意图,阴极K发射的电子束(初速不计)经电压为
的加速电场后,进入一圆形匀强磁场区,磁场方向垂直于圆面(以垂直圆面向里为正方向),磁场区的中心为O,半径为
,荧光屏MN到磁场区中心O的距离为
。当不加磁场时,电子束将通过O点垂直打到屏幕的中心
点,当磁场的磁感应强度随时间按图9乙所示的规律变化时,在荧光屏上得到一条长为
的亮线。由于电子通过磁场区的时间很短,可以认为在每个电子通过磁场区的过程中磁场的磁感应强度不变。已知电子的电荷量为
,质量为
,不计电子之间的相互作用及所受的重力。求:
(1)电子打到荧光屏上时速度的大小
(2)磁场磁感应强度的最大值
。
题型:不详
难度:
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如图,在宽度分别为
l
1
和
l
2
的两个毗邻的条形区域内分别有匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直于纸面向里,电场方向与电、磁场分界线平行向右。一带正电荷的粒子以速率
v
从磁场区域上边界的
P
点斜射入磁场,然后以垂直于电、磁场分界线的方向进入电场,最后从电场边界上的
Q
点射出。已知
PQ
垂直于电场方向,粒子轨迹与电、磁场分界线的交点到
PQ
的距离为
d
。不计重力,求电场强度与磁感应强度大小之比以及粒子在磁场与电场中运动时间之比。
题型:不详
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