如圖所示，是一種電子擴(kuò)束裝置的原理示意圖。直角坐標(biāo)系原點(diǎn)O處有一電子發(fā)射裝置，可以不斷朝xOy平面內(nèi)x≥0區(qū)域任意方向發(fā)射電子，電子的速率均為v0，已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m。在0≤x≤d的區(qū)域內(nèi)分布著沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小，在x>d區(qū)域內(nèi)分布著足夠大且垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。ab為一塊很大的平面感光板，在磁場(chǎng)內(nèi)平行于y軸放置，電子打到板上后會(huì)在板上形成一條亮線。不計(jì)電子的重力和電子之間的相互作用。求：

（1）電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度v的大�。�

（2）當(dāng)感光板沿x軸方向移到某一位置時(shí)恰好沒有電子打到板上，求板ab到y(tǒng)軸的距離x1；

（3）保持（2）中感光板位置不動(dòng)，要使所有電子恰好都能打到感光板上時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度B′的大小以及電子打到板上形成亮線的長(zhǎng)度。

 

（1） （2）（3）

【解析】

試題分析：（1）電場(chǎng)力對(duì)電子做功，根據(jù)動(dòng)能定理：

①

解①得： ②

（2）由題意結(jié)合左手定則可以判定：若沿y軸負(fù)方向射出的電子進(jìn)入磁場(chǎng)后軌跡與ab板相切不能打到ab板上時(shí)，則所有電子均不能打到ab板上，作出其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。

設(shè)該電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)與豎直方向的夾角為θ，有： ③

電子在洛倫茲力作用下做圓周運(yùn)動(dòng)： ④

由圖中幾何關(guān)系： ⑤

聯(lián)解②③④⑤得：

⑥

（3）由題意結(jié)合左手定則可以判定：若沿y軸正方向射出的電子進(jìn)入磁場(chǎng)后軌跡恰好與ab板相切能打到ab板上，則所有電子均能打到板上，作出其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。

由圖中幾何關(guān)系：

⑦

⑧

聯(lián)解②③⑥⑦⑧得：

⑨

沿y軸正、負(fù)方向發(fā)射的電子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)沿y軸的偏轉(zhuǎn)量為y1，則：

⑩

?

設(shè)沿y軸正方向發(fā)射的電子打到感光板上時(shí)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)沿y軸的偏轉(zhuǎn)量為y2，沿y軸負(fù)方向發(fā)射的電子打到感光板上時(shí)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)沿y軸的偏轉(zhuǎn)量為y3，由圖中幾何關(guān)系得：

?

?

電子打到板上形成亮線的長(zhǎng)度：

?

聯(lián)解得：

?

評(píng)分參考意見：本題滿分19分，其中①式4分，④式2分，②③⑤⑥⑦⑧⑨⑩?????式各1分；若有其他合理解法且答案正確，可同樣給分。

考點(diǎn)：本題考查帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：2014年山東省青島市高三自評(píng)試卷理科綜合物理試卷（解析版） 題型：選擇題

課外探究小組在一次活動(dòng)中，使用的電熱器R上標(biāo)有“36V、72W”字樣，電熱器工作時(shí)需使用變壓器將220V的交變電壓進(jìn)行降壓．由于手邊只有一個(gè)匝數(shù)比為 5 : 1 的變壓器，不能直接使用．經(jīng)過討論后，大家認(rèn)為可在原線圈上加一個(gè)可變電阻進(jìn)行調(diào)節(jié)，設(shè)計(jì)好的電路示意圖如圖甲所示．當(dāng)在ab兩端間加上如圖乙所示的電壓后，電熱器恰好能正常工作，則下列判斷正確的是

A．通過原線圈中的電流為10A

B．將擊穿電壓為36V的電容器接在副線圈ef兩點(diǎn)間可以正常工作

C．在t = 0.01s時(shí)，電壓表的示數(shù)為0V

D．可變電阻R0上消耗的電功率為l6W

 

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科目：高中物理 來源：2014年四川省資陽(yáng)市高二下學(xué)期期末考試物理試卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

某同學(xué)在做"利用單擺測(cè)重力加速度"實(shí)驗(yàn)：

（1）測(cè)單擺周期時(shí)，應(yīng)該從擺球經(jīng)過_________（填“最低點(diǎn)”或“最高點(diǎn)”）時(shí)開始計(jì)時(shí)；

（2）如果實(shí)驗(yàn)測(cè)得的g值偏小，可能的原因是_____

A．測(cè)擺線長(zhǎng)時(shí)擺線拉得過緊

B．?dāng)[線上端未牢固系于懸點(diǎn)，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)使擺線長(zhǎng)度增加

C．開始計(jì)時(shí)時(shí)，秒表過遲按下

D．實(shí)驗(yàn)中誤將49次全振動(dòng)數(shù)為50次

（3）某同學(xué)為了提高實(shí)驗(yàn)精度，在實(shí)驗(yàn)中改變幾次擺長(zhǎng)L，并測(cè)出相應(yīng)的周期T，算出T2的值，再以L為橫軸、T2為縱軸建立直角坐標(biāo)系，將所得數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線如圖，并求得該直線的斜率為k。則重力加速度g=_________。（用k表示）

 

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科目：高中物理 來源：2014年四川省資陽(yáng)市高一下學(xué)期期末考試物理試卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

為探究“恒力做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系”，采用了如上右圖所示實(shí)驗(yàn)裝置。請(qǐng)回答下列問題：

（1）為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取做法是______

A．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)

B．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻加速運(yùn)動(dòng)

C．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動(dòng)

D．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻加速運(yùn)動(dòng)

（2）若實(shí)驗(yàn)中所用小車的質(zhì)量為200 g，為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果盡量精確，在實(shí)驗(yàn)室提供的以下四種規(guī)格鉤碼中，應(yīng)該挑選的鉤碼是_______

A．10 gB．20 gC．30 gD．50 g

（3）某實(shí)驗(yàn)小組挑選了一個(gè)質(zhì)量為50 g的鉤碼，在多次正確操作實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中取出自認(rèn)為滿意的一條，經(jīng)測(cè)量、計(jì)算，得到如下數(shù)據(jù)：第一個(gè)點(diǎn)到第n個(gè)點(diǎn)的距離為40.0 cm；打下第n點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為1.20m/s。該同學(xué)將鉤碼的重力當(dāng)作小車所受的拉力，則拉力對(duì)小車做的功為________J，小車動(dòng)能的增量為________J。（g=9.8m/s2，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

 

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科目：高中物理 來源：2014年四川省資陽(yáng)市高一下學(xué)期期末考試物理試卷（解析版） 題型：選擇題

有一種雜技表演叫“飛車走壁”，由雜技演員駕駛摩托車沿光滑圓臺(tái)形表演臺(tái)的側(cè)壁高速行駛，在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。圖中粗線圓表示摩托車的行駛軌跡，軌跡離地面的高度為h。如果增大高度h，則下列關(guān)于摩托車說法正確的是

A．對(duì)側(cè)壁的壓力N增大B．做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T不變

C．做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力F增大D．做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度增大

 

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科目：高中物理 來源：2014年四川省廣安市高三第三次診斷考試物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，以直角三角形AOC為邊界的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，∠A＝60°，AO＝a.在O點(diǎn)放置一個(gè)粒子源，可以向各個(gè)方向發(fā)射某種帶負(fù)電粒子，粒子的比荷為q/m，發(fā)射速度大小都為v0，且滿足v0＝，發(fā)射方向由圖中的角度θ表示．對(duì)于粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)（不計(jì)重力作用），下列說法正確的是（ ）

A.粒子有可能打到A點(diǎn)

B.以θ＝60°飛入的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短

C.在AC邊界上只有一半?yún)^(qū)域有粒子射出

D.入射角θ不同，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定不相等

 

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科目：高中物理 來源：2014年四川省“聯(lián)測(cè)促改”活動(dòng)第二輪測(cè)試物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

如圖，豎直平面坐標(biāo)系xoy的第一象限，有垂直xoy面向外的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，大小分別為B和E；第四象限有垂直xoy面向里的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)，大小也為E；第三象限內(nèi)有一絕緣光滑豎直放置的半徑為R的半圓軌道，軌道最高點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)O相切，最低點(diǎn)與絕緣光滑水平面相切于N．一質(zhì)量為m的帶電小球從y軸上（y＞0）的P點(diǎn)沿x軸正方向進(jìn)入第一象限后做圓周運(yùn)動(dòng)，恰好通過坐標(biāo)原點(diǎn)O，且水平切入半圓軌道并沿軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)，過N點(diǎn)水平進(jìn)入第四象限，并在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)（已知重力加速度為g）．

（1）判斷小球的帶電性質(zhì)并求出其所帶電荷量；

（2）P點(diǎn)距坐標(biāo)原點(diǎn)O至少多高；

（3）若該小球以滿足（2）中OP最小值的位置和對(duì)應(yīng)速度進(jìn)入第一象限，通過N點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)時(shí)間t=2小球距坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離s為多遠(yuǎn)？

 

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科目：高中物理 來源：2014年吉林省長(zhǎng)春市畢業(yè)班第四次調(diào)研測(cè)試物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

如圖所示，足夠長(zhǎng)的金屬直導(dǎo)軌MN和PQ與阻值為R的電阻相連，平行地固定在水平桌面上，導(dǎo)軌間存在一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)。金屬直桿ab垂直于導(dǎo)軌MN和PQ放置，其質(zhì)量為m,電阻為r，金屬直桿ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為�，F(xiàn)用水平恒力F向右拉桿ab，使之由圖中位置從靜止開始水平向右運(yùn)動(dòng)，桿ab在運(yùn)動(dòng)過程中始終與兩條直導(dǎo)軌垂直且保持良好接觸。經(jīng)時(shí)間t后，ab桿開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)理想電壓表的示數(shù)為U(己知重力加速度為g），求：

（1)ab桿勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度vm;

(2) ab桿在加速過程中，通過R的電量q及ab桿在加速過程中的位移大小x。

 

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科目：高中物理 來源：2014年北京市西城區(qū)高三5月二模物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖是街頭變壓器通過降壓給用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓，假設(shè)負(fù)載變化時(shí)輸入電壓保持不變。輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，兩條輸電線的總電阻用R0表示，變阻器R代表用戶用電器的總電阻，當(dāng)用電器增加時(shí)，相當(dāng)于R的值減小。忽略變壓器上的能量損失，不計(jì)電壓表、電流表的內(nèi)阻對(duì)電路的影響。當(dāng)用戶的用電器增加時(shí)，下列說法正確的是

A．電壓表讀數(shù)增大，電流表讀數(shù)增大

B．電壓表讀數(shù)減小，電流表讀數(shù)增大

C．電壓表讀數(shù)不變，電流表讀數(shù)增大

D．電壓表讀數(shù)不變，電流表讀數(shù)減小

 

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