(20 分)如圖甲所示，偏轉(zhuǎn)電場的兩個平行極板水平放置，板長L=0.08m，板間距足夠大，兩板的右側(cè)有水平寬度l=0.06m、豎直寬度足夠大的有界勻強磁場。一個比荷為的帶負(fù)電粒子以速度v0=8×105m/s從兩板中間沿與板平行的方向射入偏轉(zhuǎn)電場，若從該粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時開始計時，板間場強恰好按圖乙所示的規(guī)律變化，粒子離開偏轉(zhuǎn)電場后進(jìn)入勻強磁場并最終垂直磁場右邊界射出。不計粒子重力，

求：(1)粒子在磁場中運動的速率v；
(2)粒子在磁場中運動的軌道半徑R和磁場的磁感應(yīng)強度B；
(3)粒子從進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場到離開磁場所用的時間。
（1） （2）   （3）

試題分析：（1）根據(jù)題意，電子在偏轉(zhuǎn)電場中的運動時間：
   ……  (2分)
對比乙圖可知，電子在極板間運動的時間是偏轉(zhuǎn)電場的一個周期。 
在第一個時間內(nèi)，電子在垂直于極板方向上做初速為0的勻加速直線運動，有：
      ……  (1分)    
       ……  (1分)
在第二個時間內(nèi)，電子做勻速直線運動，帶電粒子進(jìn)入磁場時的速度為：
       ……  (2分)
聯(lián)解①③④⑤得：……  (1分)
（2）作出電子在磁場中的軌跡如圖所示；

設(shè)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為R，由幾何關(guān)系有：
          ……  (2分)
粒子在磁場中做勻速圓周運動，由牛頓第二定律有：
           ……  (1分)
聯(lián)解⑦⑧得：
               ……  (1分)
               ……  (1分)
（3）粒子在磁場中運動轉(zhuǎn)過的圓心角
……  (2分)
       ……  (1分)
粒子在磁場中運動的時間……  (2分)
s……  (1分)
粒子運動的總時間為 ……  (2分)
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題



磁譜儀是測量能譜的重要儀器。磁譜儀的工作原理如圖所示，放射源Ｓ發(fā)出質(zhì)量為m、電量為q的粒子沿垂直磁場方向進(jìn)入磁感應(yīng)強度為Ｂ的勻強磁場，被限束光欄Ｑ限制在２的小角度內(nèi)，粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后打到與束光欄平行的感光片Ｐ上。（重力影響不計）
（１）若能量在Ｅ∽Ｅ＋ΔＥ（ΔＥ>0，且ΔＥ<<Ｅ）范圍內(nèi)的粒子均垂直于限束光欄的方向進(jìn)入磁場。試求這些粒子打在膠片上的范圍Δx1 .
(2)實際上，限束光欄有一定的寬度，粒子將在２角內(nèi)進(jìn)入磁場。試求能量均為Ｅ的粒子打到感光膠片上的范圍Δx2

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）如圖所示，真空中以為圓心，半徑r=0.1m的圓形區(qū)域內(nèi)只存在垂直紙面向外的勻強磁場，圓形區(qū)域的最下端與xoy坐標(biāo)系的x軸相切于坐標(biāo)原點O，圓形區(qū)域的右端與平行y軸的虛線MN相切，在虛線MN右側(cè)x軸的上方足夠大的范圍內(nèi)有方向水平向左的勻強電場，電場強度E=1.0×105 N/C�，F(xiàn)從坐標(biāo)原點O沿xoy平面在y軸兩側(cè)各30°角的范圍內(nèi)發(fā)射速率均為v0=1.0×106m/s的帶正電粒子，粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r=0.1m，已知粒子的比荷，不計粒子的重力、粒子對電磁場的影響及粒子間的相互作用力，求：

（1）磁場的磁感應(yīng)強度B的大小；
（2）沿y軸正方向射入磁場的粒子，在磁場和電場中運動的總時間；
（3）若將勻強電場的方向改為豎直向下，其它條件不變，則粒子達(dá)到x軸的最遠(yuǎn)位置與最近位置的橫坐標(biāo)之差。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）靜止于A處的離子，經(jīng)加速電壓U加速后沿圖中虛線圓弧通過靜電分析器，并從P點垂直CF進(jìn)入矩形區(qū)域的有界勻強磁場．靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻射分布的電場，方向如圖所示；已知虛線圓弧的半徑為R，離子質(zhì)量為例、電荷量為、磁場方向垂直紙面向里；離子重力不計．
（1）求靜電分析器通道內(nèi)虛線所在位置處的電場強度；
（2）若離子最終能打在QF上，求磁感應(yīng)強度B的取值范圍．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在互相垂直的勻強電場和勻強磁場中，電荷量為q的液滴在豎直面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運動．已知電場強度為E，磁感應(yīng)強度為B，則液滴的質(zhì)量和環(huán)繞速度分別為
A．，
B．，
C．B ，
D．，

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，某一真空室內(nèi)充滿豎直向下的勻強電場E，在豎直平面內(nèi)建立坐標(biāo)系xOy，在y<0的空間里有與場強E垂直的勻強磁場B，在y>O的空間內(nèi)，將一質(zhì)量為m的帶電液滴（可視為質(zhì)點）自由釋放，此液滴則沿y軸的負(fù)方向，以加速度a=2g（g為重力加速度）做勻加速直線運動，當(dāng)液滴運動到坐標(biāo)原點時，被安置在原點的一個裝置瞬間改變了帶電性質(zhì)（液滴所帶電荷量和質(zhì)量均不變），隨后液滴進(jìn)入y<0的空間運動．液滴在y<0的空間內(nèi)的運動過程中
A．重力勢能一定不斷減小B．電勢能一定先減小后增大
C．動能不斷增大D．動能保持不變

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）如圖，半徑為R的圓是一圓柱形勻強磁場區(qū)域的橫截面（紙面），磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于紙面向里。一帶正電荷的粒子沿圖中直線以速率v0從圓上的a點射入柱形區(qū)域，從圓上b點射出（b點圖中未畫）磁場時速度方向與射入時的夾角為60°。已知圓心O到直線的距離為�，F(xiàn)將磁場換為平行于紙面且垂直于直線的勻強電場，同一粒子以同樣速度沿直線從a點射入柱形區(qū)域，也在b點離開該區(qū)域。不計重力，求：
（1）粒子的比荷（電荷與質(zhì)量的比值）；
（2）電場強度的大小。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖，直角坐標(biāo)系在一真空區(qū)域里，y軸的左方有一勻強電場，場強方向跟y軸負(fù)方向成θ=30°角，y軸右方有一垂直于坐標(biāo)系平面的勻強磁場，在x軸上的A點有一質(zhì)子發(fā)射器，它向x軸的正方向發(fā)射速度大小為v=2.0×106m/s的質(zhì)子，質(zhì)子經(jīng)磁場在y軸的P點射出磁場，射出方向恰垂直于電場的方向，質(zhì)子在電場中經(jīng)過一段時間，運動到x軸的Q點。已知A點與原點O的距離為10cm，Q點與原點O的距離為(20-10)cm，質(zhì)子的比荷為。求：

（1）磁感應(yīng)強度的大小和方向；
（2）質(zhì)子在磁場中運動的時間；
（3）電場強度的大小。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立xOy直角坐標(biāo)系，Oy表示豎直向上的方向。已知該平面內(nèi)存在沿x軸負(fù)方向的區(qū)域足夠大的勻強電場，現(xiàn)有一個帶電量為2.5×10-4C，質(zhì)量為0.5kg 的小球從坐標(biāo)原點O沿y軸正方向以一定的初速度豎直向上拋出，它到達(dá)的最高點位置為圖中的Q點，不計空氣阻力，g取10 m/s2。試分析求解：

(1) 小球帶何種電荷；
(2) 該勻強電場的電場強度大�。�
(3) 小球從O點拋出到落回x軸的過程中電勢能的改變量；
(4) 小球落回x軸時的動能。

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