（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(diǎn)垂直CF進(jìn)入矩形區(qū)域的有界勻強(qiáng)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(jì)．
（1）求靜電分析器通道內(nèi)虛線所在位置處的電場強(qiáng)度；
（2）若離子最終能打在QF上，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍．
（1） （2）

試題分析：（1）離子在加速電場中加速，根據(jù)動(dòng)能定理有：
離子在輻向電場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電場力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律：
聯(lián)立解得：
（2）離子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律：
聯(lián)立解得：
離子能打在QF上，則既沒有從DQ邊出去也沒有從PF變出去，則粒子運(yùn)動(dòng)區(qū)域的邊界線如圖中Ⅰ和Ⅱ

由幾何關(guān)系知，離子能打在QF上，必須滿足：
解得：
練習(xí)冊(cè)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

如圖a所示，兩豎直線所夾區(qū)域內(nèi)存在周期性變化的勻強(qiáng)電場與勻強(qiáng)磁場，變化情況如圖b、c所示，電場強(qiáng)度方向以y軸負(fù)方向?yàn)檎�，磁感�?yīng)強(qiáng)度方向以垂直紙面向外為正。t=0時(shí)刻，一質(zhì)量為m、電量為q的帶正電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O開始以速度v0沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，粒子重力忽略不計(jì)，圖b、c中，，B0已知．要使帶電粒子在0～4nt0（n∈N）時(shí)間內(nèi)一直在場區(qū)運(yùn)動(dòng)，求：

（1） 在給定的坐標(biāo)上畫出帶電粒子在0~4t0時(shí)間內(nèi)的軌跡示意圖，并在圖中標(biāo)明粒子的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)；
（2） 在t0時(shí)刻粒子速度方向與x軸的夾角；
（3） 右邊界到O的最小距離；
（4） 場區(qū)的最小寬度。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖回旋加速器的D形盒半徑為R，用來加速質(zhì)量為m，帶電量為q的質(zhì)子，使質(zhì)子由靜止加速到具有能量為E后，由A孔射出，求：

（1）加速器中勻強(qiáng)磁場B的方向和大�。�
（2）設(shè)兩D形盒間的距離為d，其間電壓為U，則加速到上述能量所需回旋周數(shù)是多少？
（3）加速到上述能量所需時(shí)間（不計(jì)通過縫隙的時(shí)間）．
 

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示為一個(gè)有界的足夠大的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里，一個(gè)不計(jì)重力的帶正電的粒子以某一速率v垂直磁場方向從O點(diǎn)進(jìn)入磁場區(qū)域，電子進(jìn)入磁場時(shí)速度方向與邊界夾角為θ，下列有關(guān)說法正確的是
A．若θ一定，速度v越大，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長
B．粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間與速度v有關(guān)，與角θ大小無關(guān)
C．若速度v一定，θ越大，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長
D．粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間與角度θ有關(guān)，與速度v無關(guān)

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）如圖甲所示，兩平行金屬板A、B的板長和板間距離均為L（L=0.1m），AB間所加電壓u=200sin100πtV，如圖乙所示。平行金屬板右側(cè)L/2處有一豎直放置的金屬擋板C，高度為13L/12并和A、B間隙正對(duì)，C右側(cè)L處有一豎直放置的熒光屏S。從O點(diǎn)沿中心軸線OO/以速度v0=2.0×103m/s連續(xù)射入帶負(fù)電的離子，離子的比荷q/m=3×104 C/kg，（射到金屬板上的離子立即被帶走，不對(duì)周圍產(chǎn)生影響，不計(jì)離子間的相互作用，離子在A、B兩板間的運(yùn)動(dòng)可視為在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)。）離子打在熒光屏上，可在熒光屏中心附近形成一個(gè)陰影。π取3，離子的重力忽略。
（1）求熒光屏中心附近陰影的長度。
（2）為使從A極板右側(cè)邊緣打出的離子能到達(dá)屏的中點(diǎn)O/，可在擋板正上方一圓形區(qū)域加垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=T（圓心在擋板所在垂線上，圖中未畫出），求所加圓形磁場的面積和離子在磁場區(qū)域運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。（計(jì)算結(jié)果全部保留二位有效數(shù)字）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

 如圖所示的空間分為I、II、III三個(gè)區(qū)域，各豎直邊界面相互平行，I、II區(qū)域均存在電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場，方向垂直界面向右；同時(shí)II區(qū)域存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場；III區(qū)域空間有一與FD邊界成450角的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，其下邊界為水平線DH,右邊界是GH:一質(zhì)量為、電荷量為q的帶正電的粒子（重力不計(jì)）從O點(diǎn)由靜止釋放，到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度為v0，粒子在C點(diǎn)沿著區(qū)域III的磁感線方向進(jìn)人III區(qū)域，在DH上的M點(diǎn)反彈，反彈前、后速度大小不變，方向與過碰撞點(diǎn)的豎直線對(duì)稱，已知粒子在III區(qū)域內(nèi)垂直于磁場方向的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r= ，C點(diǎn)與M點(diǎn)的距離為，M點(diǎn)到右邊界GH的垂直距離為。求：
(1）粒子由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的時(shí)間t1=?
（2) A與C間的電勢(shì)差UAC=?
（3）粒子在III區(qū)域磁場內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2＝？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

(20 分)如圖甲所示，偏轉(zhuǎn)電場的兩個(gè)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(qiáng)磁場。一個(gè)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(shí)開始計(jì)時(shí)，板間場強(qiáng)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(qiáng)磁場并最終垂直磁場右邊界射出。不計(jì)粒子重力，

求：(1)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的速率v；
(2)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R和磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；
(3)粒子從進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場到離開磁場所用的時(shí)間。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（19分）如圖，在豎直平面內(nèi)有以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)的xOy坐標(biāo)系，x≥0處有一塊水平放置的粗糙薄板，已知P點(diǎn)坐標(biāo)（L，0）。原點(diǎn)O處放一個(gè)質(zhì)量為2m的絕緣物塊A（可看做質(zhì)點(diǎn)），A與薄板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ；第二、三象限內(nèi)有垂直坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；第三、四象限內(nèi)有沿y軸正向的勻強(qiáng)電場，第三象限內(nèi)電場強(qiáng)度大小為，第四象限內(nèi)電場強(qiáng)度大小為；另有一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為q（q>0）的小球B從第二象限內(nèi)的某點(diǎn)由靜止釋放，當(dāng)它的運(yùn)動(dòng)方向變?yōu)樗椒较驎r(shí)恰與A相撞，碰撞過程系統(tǒng)損失了的能量，B球電荷量不變。碰后A獲得沿x軸正向的速度，最后停止在P點(diǎn)；B球反彈后最后也打在P點(diǎn)。求：

⑴B球經(jīng)過y軸時(shí)的坐標(biāo)；
⑵B球靜止釋放點(diǎn)離x軸的高度。

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，xOy平面內(nèi)半徑為R的圓O'與y軸相切于原點(diǎn)O。在該圓區(qū)域內(nèi)，有與y軸平行的勻強(qiáng)電場和垂直于圓面的勻強(qiáng)磁場。一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子（不計(jì)重力）從O點(diǎn)沿x軸正方向以某一速度射入，帶電粒子恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)T0時(shí)間從P點(diǎn)射出。

（1）若僅撤去磁場，帶電粒子仍從O點(diǎn)以相同的速度射入，經(jīng)時(shí)間恰從圓形區(qū)域的邊界射出。求電場強(qiáng)度的大小和粒子離開電場時(shí)速度的大��；
（2）若僅撤去電場，帶電粒子仍從O點(diǎn)射入，且速度為原來的2倍，求粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案