有人設(shè)想用如圖所示的裝置來選擇密度相同、大小不同的球狀納米粒子．粒子在電離室中電離后帶正電，電量與其表面積成正比．電離后，粒子緩慢通過小孔O1進(jìn)入極板間電壓為U的水平加速電場區(qū)域Ⅰ，再通過小孔O2射入相互正交的恒定勻強(qiáng)電場、磁場區(qū)域Ⅱ，其中磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向如圖．收集室的小孔O3與O1、O2在同一條水平線上．半徑為r0的粒子，其質(zhì)量為m0、電量為q0，剛好能沿O1O3直線射入收集室．不計(jì)納米粒子重力．()

(1)試求圖中區(qū)域Ⅱ的電場強(qiáng)度；

(2)試求半徑為r的粒子通過O2時(shí)的速率；

(3)討論半徑r≠r0的粒子剛進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ時(shí)向哪個極板偏轉(zhuǎn)．

答案：
解析：

　　解：(1)設(shè)半徑為r0的粒子加速后的速度為v0，則

　　設(shè)區(qū)域Ⅱ內(nèi)電場強(qiáng)度為E，則

　　v0 q0B＝q0E　

　　電場強(qiáng)度方向豎直向上．

　　(2)設(shè)半徑為r的粒子的質(zhì)量為m、帶電量為q、被加速后的速度為v，則

　　

　　由得

　　(3)半徑為r的粒子，在剛進(jìn)入?yún)^(qū)域II時(shí)受到合力為F合＝qE－qvB＝qB(v0－v)

　　由可知，當(dāng)

　　R＞r0時(shí)，v＜v0，F合＞0，粒子會向上極板偏轉(zhuǎn)；

　　R＜r0時(shí)，v＞v0，F合＜0，粒子會向下極板偏轉(zhuǎn)．


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?許昌模擬）當(dāng)前，高樓遇險(xiǎn)逃生措施及訓(xùn)練引起高度關(guān)注．有人設(shè)想在消防云梯上再伸出輕便的滑竿解救受困人員，解決云梯高度不夠高的問題．如圖所示，在一次消防演習(xí)中模擬解救被困人員，為了安全，被困人員使用安全帶上掛鉤掛在滑竿上從高樓A點(diǎn)沿滑桿下滑逃生．滑桿由AO、OB兩段直桿通過光滑轉(zhuǎn)軸在O處連接，將被困人員和掛鉤理想化為質(zhì)點(diǎn)，且通過O點(diǎn)的瞬間沒有機(jī)械能的損失．AO長為L1=5m，OB長為L2=10m．豎直墻與云梯上端點(diǎn)B的間距d=11m．滑桿A端用掛鉤鉤在高樓的固定物上，可自由轉(zhuǎn)動．B端用鉸鏈固定在云梯上端．掛鉤與兩段滑桿間動摩擦因數(shù)均為μ=0.8．（g=10m/s2）
（1）若測得OB與豎直方向夾角為53°，求被困人員在滑桿AO上下滑時(shí)加速度的大小及方向？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（2）為了安全，被困人員到達(dá)云梯頂端B點(diǎn)的速度大小不能超過6m/s，若A點(diǎn)高度可調(diào)，豎直墻與云梯上端點(diǎn)B的間距d=11m不變，求滑桿兩端點(diǎn)A、B間的最大豎直距離？

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科目：高中物理 來源：2006年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試(重慶)、理科綜合物理部分 題型：038

有人設(shè)想用如圖所示的裝置來選擇密度相同、大小不同的球狀納米粒子．粒子在電離室中電離后帶正電，電量與其表面積成正比．電離后，粒子緩慢通過小孔O1進(jìn)入極板間電壓為U的水平加速電場區(qū)域I，再通過小孔O2射入相互正交的恒定勻強(qiáng)電場、磁場區(qū)域II，其中磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向如圖．收集室的小孔O3與O1、O2在同一條水平線上．半徑為r0的粒子，其質(zhì)量為m0、電量為q0，剛好能沿O1O3直線射入收集室．不計(jì)納米粒子重力．(V球＝πr3，S球＝4πr2)

(1)

試求圖中區(qū)域II的電場強(qiáng)度

(2)

試求半徑為r的粒子通過O2時(shí)的速率

(3)

討論半徑r≠r2的粒子剛進(jìn)入?yún)^(qū)域II時(shí)向哪個極板偏轉(zhuǎn)．

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科目：高中物理 來源： 題型：

有人設(shè)想用如圖所示的裝置來選擇密度相同、大小不同的球狀納米粒子.粒子在電離室中電離后帶正電，電荷量與其表面積成正比.電離后，粒子緩慢通過小孔O1進(jìn)入極板間電壓為U的水平加速電場區(qū)域Ⅰ，再通過小孔O2射入相互正交的恒定勻強(qiáng)電場、磁場區(qū)域Ⅱ，其中磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向如圖.收集室的小孔O3與O1、O2在同一條水平線上.半徑為r0的粒子，其質(zhì)量為m0、電荷量為q0，剛好能沿O1O3直線射入收集室.不計(jì)納米粒子重力.(V球=πr3,S球=4πr2)

(1)試求圖中區(qū)域Ⅱ的電場強(qiáng)度；

(2)試求半徑為r的粒子通過O2時(shí)的速率；

(3)討論半徑r≠r0的粒子剛進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ時(shí)向哪個極板偏轉(zhuǎn).

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科目：高中物理 來源： 題型：

24.有人設(shè)想用如圖所示的裝置來選擇密度相同、大小不同的球狀納米粒子。粒子在電離室中電離后帶正電，電量與其表面積成正比。電離后，粒子緩慢通過小孔O1進(jìn)入極板間電壓為U的水平加速電場區(qū)域I，再通過小孔O2射入相互正交的恒定勻強(qiáng)電場、磁場區(qū)域Ⅱ，其中磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向如圖。收集室的小孔O3與O1、O2在同一條水平線上。半徑為r0的粒子，其質(zhì)量為m0、電量為q0，剛好能沿O1O3直線射入收集室。不計(jì)納米粒子重力。(V球=，S球=)

   

（1）試求圖中區(qū)域Ⅱ的電場強(qiáng)度；

（2）試求半徑為r的粒子通過O2時(shí)的速率；

（3）討論半徑r≠ro的粒子剛進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ時(shí)向哪個極板偏轉(zhuǎn)。

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