如圖所示,粒子源S可以不斷地產(chǎn)生質量為m、電荷量為+ q的粒子(重力不計)。粒子從O1孔進入(初速度為零)一個水平方向的加速電場,再經(jīng)小孔O2進入相互正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域,電場強度大小為E,磁感應強度大小為B1,方向如圖。虛面PQ、MN之間的立體空間內存在著水平向右的勻強磁場區(qū)域,磁感應強度大小為B2(圖中未畫出)。有一塊對折后成直角的硬質塑料板abc(不帶電,寬度很窄,厚度不計)放置在PQ、MN之間(截面圖如圖),a、c兩點恰好分別位于PQ、MN上,ab、bc的中點與O1、O2、O3在同一水平線上,ab = bc = L , = 45°。若粒子恰能沿圖中虛線O2、O3進入 PQ、MN之間的區(qū)域。
(1)求加速電壓U1;
(2)假設粒子與硬質塑料板碰后,速度大小不變,方向變化遵守光的反射定律。求粒子在PQ、MN之間的區(qū)域中運動的時間。
(1)設粒子源發(fā)出的粒子,進入加速電場被加速后,速度設為v0
要使粒子能沿圖中虛線O2O3進入PQ、MN之間的區(qū)域,則粒子所受到向上的洛倫茲力與向下的電場力大小相等,
qE =qv0B1得到 得U1=
(2)粒子從O3以 速度v0進入PQ、MN之間的區(qū)域,先做勻速直線運動,打到ab板上,以大小為v0的速度垂直于磁場方向運動,粒子將以半徑R在垂直于磁場的平面內做勻速圓周運動,轉動一周后打到ab板的下部。折射后水平運動打到bc板上,同理,粒子打到bc板后在垂直于磁場的平面內做勻速圓周運動,第二次打到bc板上后,水平向右運動出MN。
由于不計板的厚度,所以粒子從第一次打到ab板到第二次打到ab板后運動的時間為粒子在磁場運動一周的時間,即一個周期T。
由和運動學公式T =,得T=
粒子在碰上bc板的情況同碰上ab板時相同故做圓周運動所需的時間為
t1 = 2T
粒子進入磁場后,在v0方向的總位移s = 2Lsin 45°
時間為t2 =
則t = t1 + t2 =
科目:高中物理 來源: 題型:
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖所示,粒子源S可以不斷產(chǎn)生質量為m、電荷量為+q的粒子(重力不計)。粒子從O1孔飄進一個水平方向的加速電場(初速不計),再經(jīng)過小孔O2進入相互正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域,電場強度大小為E,磁感應強度大小為B1,方向如圖。虛線PQ、MN之間存在著水平向右的勻強磁場,磁場范圍足夠大,磁感應強度大小為B2。一塊折成直角的硬質塑料片abc(不帶電,寬度和厚度都很小可忽略)放置在PQ、MN之間,截面圖如圖,a、c兩點分別位于PQ、MN上,ab=bc=L,a=45?。粒子能沿圖中虛線O2O3的延長線進入PQ、MN之間的區(qū)域。
(1)求加速電壓U1;
(2)假設粒子與硬質塑料片相碰后,速度大小不變,方向遵循光的反射定律,那么粒子與塑料片第一次相碰后到第二次相碰前做什么運動?
(3)粒子在PQ、MN之間的區(qū)域中運動的總時間t和總路程s。
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科目:高中物理 來源: 題型:
26、(20分)如圖所示,粒子源S可以不斷產(chǎn)生質量為m、電荷量為+q的粒子(重力不計)。粒子從O1孔飄進一個水平方向的加速電場(初速不計),再經(jīng)過小孔O2進入相互正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域,電場強度大小為E,磁感應強度大小為B1,方向如圖。虛線PQ、MN之間存在著水平向右的勻強磁場,磁場范圍足夠大,磁感應強度大小為B2。一塊折成直角的硬質塑料片abc(不帶電,寬度和厚度都很小可忽略)放置在PQ、MN之間,截面圖如圖,a、c兩點分別位于PQ、MN上,ab=bc=L,a=45º。粒子能沿圖中虛線O2O3的延長線進入PQ、MN之間的區(qū)域。
(1)求加速電壓U1;
(2)假設粒子與硬質塑料片相碰后,速度大小不變,方向遵循光的反射定律,那么粒子與塑料片第一次相碰后到第二次相碰前做什么運動?
(3)粒子在PQ、MN之間的區(qū)域中運動的總時間t和總路程s。
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科目:高中物理 來源:2008年高考物理考前沖刺練習(7)(解析版) 題型:解答題
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科目:高中物理 來源:2011年河北省衡水市冀州中學高考物理模擬試卷(4月份)(解析版) 題型:解答題
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