（18分）如圖所示，k是產(chǎn)生帶電粒子的裝置，從其小孔a水平向左射出比荷為1.0×l03C/kg的不同速率的帶電粒子，帶電粒子的重力忽略不計(jì)．Q是速度選擇器，其內(nèi)有垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為3.0×l0-3T的勻強(qiáng)磁場和豎直方向的勻強(qiáng)電場（電場線未畫出）．

（1）測得從Q的b孔水平向左射出的帶電粒子的速率為2.0×l03m/s，求Q內(nèi)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)的大小和方向.

（2）為了使從b孔射出的帶電粒子垂直地打在與水平面成30°角的P屏上，可以在b孔與P屏之間加一個(gè)邊界為正三角形的有界勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面．試求該正三角形勻強(qiáng)磁場的最小面積S與磁感應(yīng)強(qiáng)度B間所滿足的關(guān)系．

 

解:（1）從的孔水平向左射出的速率為的帶電粒子一定在中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由平衡條件得：                      （1）2分

可得：                                           （2）2分

由分析判斷可知，的方向豎直向上。                               （3）2分

（2）設(shè)帶電粒子從點(diǎn)進(jìn)入磁場，從點(diǎn)射出磁場，帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示。由圖可得，是正三角形，                      （4）2分

由分析可知，將作為正三角形勻強(qiáng)磁場的一個(gè)邊界時(shí)，正三角形勻強(qiáng)磁場的面積最小，所以該正三角形勻強(qiáng)磁場的區(qū)域如圖中區(qū)域。               （5）2分

由于邊長為的正三角形的高為                   （6）2分

邊長為的正三角形的面積為                         （7）2分

又帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為                      （8）2分

由（6）、（7）、（8）解得，正三角形勻強(qiáng)磁場的最小面積與磁感應(yīng)強(qiáng)度間所滿足的關(guān)系：

                                                         （9）2分

解析:略

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，一個(gè)帶電荷量為+Q的點(diǎn)電荷甲固定在絕緣水平面上的O點(diǎn)，另一個(gè)帶電荷量為-q，質(zhì)量為m的點(diǎn)電荷乙，從A點(diǎn)以初速度v0沿它們的連線向甲滑行運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)靜止，已知靜電力常量為K，點(diǎn)電荷乙與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．A，B間的距離為S，下列說法正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，將一個(gè)半徑為r的不帶電的金屬球放在絕緣支架上，金屬球的右側(cè)放置一個(gè)電荷量為Q的帶正電的點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷到金屬球表面的最近距離也為r．由于靜電感應(yīng)在金屬球上產(chǎn)生感應(yīng)電荷．設(shè)靜電力常量為k．則關(guān)于金屬球內(nèi)的電場以及感應(yīng)電荷的分布情況，以下說法中正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

K-介子衰變的方程K-→π-+π0，其K-介子π-介子帶負(fù)的元電荷e，π0介子不帶電．如圖所示，兩勻強(qiáng)磁場方向相同，以虛線MN為理想邊界，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1、B2．今有一K-介子沿垂直于磁場的方向射入勻強(qiáng)磁場B1中，其軌跡為圓弧AP，P在MN上K-在P點(diǎn)時(shí)的速度為v，方向與MN垂直．在P點(diǎn)該介子發(fā)生了上述衰變．衰變后產(chǎn)生π-介子沿v反方向射出，其運(yùn)動(dòng)軌跡為如圖虛線所示的“心”形圖線．則以下說法正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?河南模擬）K-介子衰變的方程為K-→π-+π0，其中K-介子和π-介子帶負(fù)的元電荷e，π0介子不帶電，π-介子的質(zhì)量為m．如圖所示，兩勻強(qiáng)磁場方向相同，以虛線MN為理想邊界，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1、B2．今有一個(gè)K- 介子沿垂直于磁場的方向射入勻強(qiáng)磁場B1中，其軌跡為圓弧AP，P在MN上，K-在P點(diǎn)時(shí)的速度為v，方向與MN垂直．在P點(diǎn)該介子發(fā)生了上述衰變．衰變后產(chǎn)生的K-介子沿v反方向射出，其運(yùn)動(dòng)軌跡為如圖虛線所示的“心”形圖線．則以下說法正確的是（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，是某種離子顯示器的簡化原理圖．K為能產(chǎn)生帶正電離子的粒子源，它產(chǎn)生的離子經(jīng)粒子源與虛線MN之間的加速電場加速后，經(jīng)虛線MN上的A進(jìn)入虛線MN與PQ之間的勻強(qiáng)電場，然后經(jīng)虛線PQ與熒光屏之間的勻強(qiáng)磁場后打在熒光屏上，已知MN、PQ與熒光屏三者互相平行．電場和磁場的方向如圖所示．圖中A點(diǎn)與O點(diǎn)的連線垂直于熒光屏．若離子最后恰好垂直地打在圖中的熒光屏上．已知電場和磁場區(qū)域在豎直方向足夠長，加速電場電壓與偏轉(zhuǎn)電場的場強(qiáng)關(guān)系為U=Ed/2，式中的d是偏轉(zhuǎn)電場的寬度且為已知量，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與偏轉(zhuǎn)電場的電場強(qiáng)度E和離子離開加速電場的速度v0關(guān)系符合v0=E/B，粒子的重力不計(jì)，試求：磁場的寬度l為多少？

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