平行金屬板M、N間距離為d．其上有一內(nèi)壁光滑的半徑為R的絕緣圓筒與N板相切，切點(diǎn)處有一小孔S．圓筒內(nèi)有垂直圓筒截面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．電子與孔S及圓心O在同一直線上．M板內(nèi)側(cè)中點(diǎn)處有一質(zhì)量為m，電荷量為e的靜止電子，經(jīng)過(guò)M、N間電壓為U的電場(chǎng)加速后射入圓筒，在圓筒壁上碰撞n次后，恰好沿原路返回到出發(fā)點(diǎn)．(不考慮重力，設(shè)碰撞過(guò)程中無(wú)動(dòng)能損失)求：

(1)

電子到達(dá)小孔S時(shí)的速度大小

(2)

電子第一次到達(dá)S所需要的時(shí)間

(3)

電子第一次返回出發(fā)點(diǎn)所需的時(shí)間．

答案：
解析：

(1)

解：設(shè)加速后獲得的速度為v，根據(jù)

得v＝

(2)

設(shè)電子從M到N所需時(shí)間為t1

則

得

(3)

電子在磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為

電子在圓筒內(nèi)經(jīng)過(guò)n次碰撞回到S，每段圓弧

對(duì)應(yīng)的圓心角

θ1＝π－

n次碰撞對(duì)應(yīng)的總圓心角

θ＝(n＋1)θ1＝(n＋1)π－2π＝(n－1)π

在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2

(n＝1，2，3，……)


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2011?自貢模擬）如圖所示，半徑為r圓心為0的虛線所圍的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)右側(cè)有一豎直放置的平行金屬板M和N，兩板間距離為在MN板中央各有一個(gè)小孔02、O3，O1，O2，O3在同一水平直線上，與平行金屬板相接的是兩條豎直放置間距為L(zhǎng)的足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)體棒PQ與導(dǎo)軌接觸良好，與阻值為R的電阻形成閉合回路．（導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻不計(jì)），該回路處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，整個(gè)裝置處在真空室中，有一束電荷量為+q、質(zhì)量為m的粒子流（重力不計(jì)），以速率V0從圓形磁場(chǎng)邊界上的最低點(diǎn)E沿半徑方向射入圓形磁場(chǎng)區(qū)域，最后從小孔O3射出．現(xiàn)釋放導(dǎo)體棒PQ，其下滑h后開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)，此后粒子恰好不能從O3射出，而是從圓形磁場(chǎng)的最高點(diǎn)F射出．求：
（1）圓形磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B′．
（2）導(dǎo)體棒的質(zhì)量M．
（3）棒下落h的整個(gè)過(guò)程中，電阻上產(chǎn)生的電熱．
（4）粒子從E點(diǎn)到F點(diǎn)所用的時(shí)間．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

豎直放置的平行金屬板M、N相距d=0.2m，板長(zhǎng)L0=5m，板間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，極板按如圖所示的方式接入電路．足夠長(zhǎng)的、間距為L(zhǎng)=1m的光滑平行金屬導(dǎo)軌CD、EF水平放置，導(dǎo)軌間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度也為B．電阻為r=1Ω的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好．已知滑動(dòng)變阻器的總阻值為R=4Ω，滑片P的位置位于變阻器的中點(diǎn)．有一個(gè)質(zhì)量為m=1.0×10-8kg、電荷量為q=+2.0×10-5C的帶電粒子，從兩板中間左端沿中心線水平射入場(chǎng)區(qū)．不計(jì)粒子重力．
（1）若金屬棒ab靜止，求粒子初速度v0多大時(shí)，可以垂直打在金屬板上？
（2）當(dāng)金屬棒ab以速度v勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，讓粒子仍以相同初速度v0射入，且從兩板間沿直線穿過(guò)，求金屬棒ab運(yùn)動(dòng)速度v的大小和方向．
（3）若將極板M、N間的磁場(chǎng)撤掉，其他條件不變，仍讓粒子以相同初速度v0射入，要使粒子能打在極板上，則金屬棒ab勻速運(yùn)動(dòng)的速度v至少多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=50V，內(nèi)阻r=1Ω，R1=3Ω，R2=6Ω．間距d=0.2m的兩平行金屬板M、N水平放置，閉合開(kāi)關(guān)S，板間電場(chǎng)視為勻強(qiáng)電場(chǎng)．板間豎直放置一根長(zhǎng)也為d的光滑絕緣細(xì)桿AB，有一個(gè)穿過(guò)細(xì)桿的帶電小球p，質(zhì)量為m=0.01kg、帶電量大小為q=1×10-3C（可視為點(diǎn)電荷，不影響電場(chǎng)的分布）．現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使小球恰能靜止在A處；然后再閉合K，待電場(chǎng)重新穩(wěn)定后釋放小球p．取重力加速度g=10m/s2．求：
（1）小球的電性質(zhì)和恰能靜止時(shí)兩極板間的電壓；
（2）小球恰能靜止時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值；
（3）小球p到達(dá)桿的中點(diǎn)O時(shí)的速度．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖甲所示，圓形導(dǎo)線框中磁場(chǎng)B1 的大小隨時(shí)間t周期性變化，使平行金屬板M、N間獲得如圖乙的周期性變化的電壓．M、N中心的小孔P、Q的連線與金屬板垂直，N板右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2）的區(qū)域足夠大．絕緣檔板C垂直N板放置，距小孔Q點(diǎn)的距離為h．現(xiàn)使置于P處的粒子源持續(xù)不斷地沿PQ方向釋放出質(zhì)量為m、電量為q的帶正電粒子（其重力、初速度、相互間作用力忽略不計(jì)）．
（1）在0～
T2
時(shí)間內(nèi)，B1大小按B1=kt的規(guī)律增大，此時(shí)M板電勢(shì)比N板高，請(qǐng)判斷此時(shí)B1的方向．試求，圓形導(dǎo)線框的面積S多大才能使M、N間電壓大小為U？
（2）若其中某一帶電粒子從Q孔射入磁場(chǎng)B2后打到C板上，測(cè)得其落點(diǎn)距N板距離為2h，則該粒子從Q孔射入磁場(chǎng)B2時(shí)的速度多大？
（3）若M、N兩板間距d滿(mǎn)足以下關(guān)系式：qUT2=25md2，則在什么時(shí)刻由P處釋放的粒子恰能到達(dá)Q孔但不會(huì)從Q孔射入磁場(chǎng)？結(jié)果用周期T的函數(shù)表示．
精英家教網(wǎng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖兩塊平行金屬板M、N豎直放置，兩板間電勢(shì)差U=1.5×103V．現(xiàn)將質(zhì)量m=1×10-2kg、電荷量q=4×10-5C的帶電小球從兩板上方的A點(diǎn)以v0=4m/s的初速度水平拋出，小球恰好能從M板上端進(jìn)入兩板之間，并沿直線運(yùn)動(dòng)打到N板上的B點(diǎn)．已知A距兩板上端的高度為h=0.2m，不計(jì)空氣阻力，g=10m/s2．則（　�。�

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