（11分）如圖所示，紙平面內(nèi)一帶電粒子以某一速度做直線運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后進(jìn)入一垂直于紙面向里的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域（圖中未畫出磁場區(qū)域），粒子飛出磁場后從上板邊緣平行于板面進(jìn)入兩面平行的金屬板間，兩金屬板帶等量異種電荷，粒子在兩板間經(jīng)偏轉(zhuǎn)后恰從下板右邊緣飛出。已知帶電粒子的質(zhì)量為m，電量為q，其重力不計(jì)，粒子進(jìn)入磁場前的速度方向與帶電板成θ=60°角。勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，帶電板板長為L，板間距為d，板間電壓為U。試解答：

（1）上金屬板帶什么電？
（2）粒子剛進(jìn)入金屬板時(shí)速度為多大？
（3）圓形磁場區(qū)域的最小面積為多大？
（1）上金屬板帶負(fù)電；（2）；（3）。

試題分析：（1）由于帶電粒子在磁場中受到的洛倫茲力是向右下的，故由左手定則可知，粒子帶負(fù)電，當(dāng)它進(jìn)入平行板間后受到向下電場力，故平行板的上金屬板帶負(fù)電；
（2）設(shè)帶電粒子進(jìn)入電場的初速度為v，在電場中偏轉(zhuǎn)時(shí)有：d=  ①
解得v=，

（3）如圖所示，帶電粒子在磁場中所受洛倫茲力作為向心力，設(shè)磁偏轉(zhuǎn)的半徑為R，圓形磁場區(qū)域的半徑為r，則：qvB=m得R==；
由幾何知識可得：r=Rsin30°
磁場區(qū)域的最小面積為S=πr2=。
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：計(jì)算題

（18分）如圖（a）所示，平行金屬板和間的距離為，現(xiàn)在、板上加上如圖（b）所示的方波形電壓，=0時(shí)板比板的電勢高，電壓的正向值為，反向值也為，現(xiàn)有由質(zhì)量為的帶正電且電荷量為的粒子組成的粒子束，從的中點(diǎn)以平行于金屬板方向的速度不斷射入，所有粒子不會(huì)撞到金屬板且在間的飛行時(shí)間均為，不計(jì)重力影響。試求：

（1）粒子射出電場時(shí)的速度大小及方向；
（2）粒子打出電場時(shí)位置離點(diǎn)的距離范圍；
（3）若要使打出電場的粒子經(jīng)某一垂直紙面的圓形區(qū)域勻強(qiáng)磁場偏轉(zhuǎn)后，都能到達(dá)圓形磁場邊界的同一個(gè)點(diǎn)，而便于再收集，則磁場區(qū)域的最小半徑和相應(yīng)的磁感強(qiáng)度是多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，在直角坐標(biāo)系Oxy平面的第三、四象限內(nèi)分別存在著垂直于Oxy平面的勻強(qiáng)磁場，第三象限的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是第四象限的2倍，方向相反。質(zhì)量、電荷量相同的負(fù)粒子a、b，某時(shí)刻以大小相同的速度分別從x軸上的P、Q兩點(diǎn)沿y軸負(fù)方向垂直射入第四、三象限磁場區(qū)域。已知a粒子在離開第四象限磁場時(shí)，速度方向與y軸的夾角為60o，且a在第四象限磁場中運(yùn)行時(shí)間是b粒子在第三象限磁場中運(yùn)行時(shí)間的4倍。不計(jì)重力和兩粒子之間的相互作用力。求： a、b兩粒子經(jīng)Y軸時(shí)距原點(diǎn)O的距離之比。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為l＝0.5 m，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30°角．完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸，已知兩棒質(zhì)量均為m＝0.02 kg，電阻均為R＝0.1 Ω，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2 T，棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，而棒cd恰好能夠保持靜止．取g＝10 m/s2，問：

(1)通過棒cd的電流I是多少，方向如何？
(2)棒ab受到的力F多大？
(3)棒cd每產(chǎn)生Q＝0.1 J的熱量，力F做的功W是多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在第二象限內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E，在第一、第四象限內(nèi)分別存在如圖所示的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等. 有一個(gè)帶電粒子以初速度v0垂直x軸，從x軸上的P點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)電場，恰好與y軸成45°角射出電場，再經(jīng)過一段時(shí)間又恰好垂直于x軸進(jìn)入下面的磁場.已知OP之間的距離為d，則帶電粒子（    ）
A．在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
B．在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為
C．自進(jìn)入磁場至第二次經(jīng)過x軸所用時(shí)間為
D．自進(jìn)入電場至在磁場中第二次經(jīng)過x軸的時(shí)間為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

在xoy平面直角坐標(biāo)系的第Ⅰ象限有射線OA，OA與x軸正方向夾角為30°，如圖所示，OA與y軸所夾區(qū)域存在y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，其它區(qū)域存在垂直坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場；有一帶正電粒子質(zhì)量m，電量q，從y軸上的P點(diǎn)沿著x軸正方向以大小為v0的初速度射入電場，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間沿垂直于OA方向經(jīng)過Q點(diǎn)進(jìn)入磁場，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)，過y軸正半軸上的M點(diǎn)再次垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場。已知OP = h，不計(jì)粒子的重力。

⑴ 求粒子垂直射線OA經(jīng)過Q點(diǎn)的速度vQ；
⑵ 求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E與勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的比值；
⑶ 粒子從M點(diǎn)垂直進(jìn)入電場后，如果適當(dāng)改變電場強(qiáng)度，可以使粒子再次垂直O(jiān)A進(jìn)入磁場，再適當(dāng)改變磁場的強(qiáng)弱，可以使粒子再次從y軸正方向上某點(diǎn)垂直進(jìn)入電場；如此不斷改變電場和磁場，會(huì)使粒子每次都能從y軸正方向上某點(diǎn)垂直進(jìn)入電場，再垂直O(jiān)A方向進(jìn)入磁場……，求粒子從P點(diǎn)開始經(jīng)多長時(shí)間能夠運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，在y＞0的空間中存在勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)沿y軸負(fù)方向；在y＜0的空間中，存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直xOy平面向外．一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的運(yùn)動(dòng)粒子，經(jīng)過y軸上y＝b處的點(diǎn)P1時(shí)速率為v0，方向沿x軸正方向；然后，經(jīng)過x軸上x＝2b處的P2點(diǎn)進(jìn)入磁場，并經(jīng)過y軸上y＝－2b處的P3點(diǎn)，不計(jì)粒子重力．求：

(1)電場強(qiáng)度的大小；
(2)粒子到達(dá)P2時(shí)速度的大小和方向；
(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

圖為帶電微粒的速度選擇器示意圖，若使之正常工作，則以下敘述哪個(gè)是正確的（     ）

A．P1的電勢必須高于P2的電勢
B．從S2出來的只能是正電荷，不能是負(fù)電荷
C．如果把正常工作時(shí)的B和E的方向都改變?yōu)樵瓉淼南喾捶较�，選擇器同樣正常工作
D．勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E和被選擇的速度v的大小應(yīng)滿足v=BE

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

(18分)如圖所示，位于A板附近的放射源P連續(xù)釋放出質(zhì)量分別為m和2m、電荷量均為+q的a、b兩種粒子，它們從靜止開始經(jīng)極板A、B間電場加速后，沿中心軸線方向進(jìn)入平行極板M、N間的偏轉(zhuǎn)電場，飛出偏轉(zhuǎn)電場后進(jìn)入右側(cè)的有界勻強(qiáng)磁場，最后打在位于磁場邊界上的熒光屏上并產(chǎn)生光斑(熒光屏的下端位于中心軸線上）.已知A、B問電壓為;極板M、N長為L，間距為，也板間電壓為，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里，磁場的左邊界與中心軸線垂直.不計(jì)粒子的重力及其相互間的作用.求

(1)兩種粒子射入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的初速度;
(2)兩種粒子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)距離和偏轉(zhuǎn)角度的正切值;
(3)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，熒光屏上出現(xiàn)了兩個(gè)光斑，求這兩個(gè)光斑間的距離.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案