如圖所示,在以O(shè)為圓心的圓形區(qū)域內(nèi),有一個(gè)方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.1T,圓半徑,豎直平行放置的金屬板連接在如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)E=91V,內(nèi)阻r=1Ω,定值電阻,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為70Ω;兩金屬板上的小孔跟O點(diǎn)在垂直于極板的同一直線上,另有一水平放置的足夠長(zhǎng)的熒光屏D,O點(diǎn)跟熒光屏D之間的距離,現(xiàn)有比荷的正正離子由小孔進(jìn)入電場(chǎng)加速后,從小孔穿出,通過(guò)磁場(chǎng)后打在熒光屏D上,不計(jì)離子的重力和離子在小孔處的初速度,問(wèn):

⑴若離子能垂直打在熒光屏上,則電壓表的示數(shù)多大?

⑵滑動(dòng)變阻器滑片P的位置不同,離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也不同,求離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間和此種情況下打在熒光屏上的位置到屏中心點(diǎn)的距離。

(1)若離子由電場(chǎng)射出進(jìn)入磁場(chǎng)后垂直打在熒光屏上,則離子在磁場(chǎng)中速度方向偏轉(zhuǎn)了,離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的徑跡如圖所示

由幾何知識(shí)可知,離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓半徑    2分

設(shè)離子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為

,得          2分

設(shè)兩金屬板間的電壓為U,離子在電場(chǎng)中加速,由動(dòng)能定理有:

可得       2分

代入有關(guān)數(shù)值可得也就是電壓表示數(shù)為60V

(2)兩金屬板間的電壓越小,離子經(jīng)電場(chǎng)加速全速度也越小,離子在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑越小,射出電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角越大,在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng),所以滑片在變阻器的左端時(shí),離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)。

由閉合電路歐姆定律有,    1分

兩金屬板間電壓

  1分

粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后的徑跡如圖所示,為徑跡圓的圓心。由圖可得

所以     2分

故離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為

       1分

中,、

所以A、間距離    1分

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:

(2004?惠州一模)如圖所示,在一個(gè)半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于圓面向里,一個(gè)帶電粒子從磁場(chǎng)邊界的A點(diǎn)以指向圓心O的方向進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi),粒子將做圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)磁場(chǎng)邊界的C點(diǎn),但在粒子經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí),恰好與一個(gè)原來(lái)靜止在該點(diǎn)的不帶電的粒子碰撞后結(jié)合在一起形成新粒子,關(guān)于這個(gè)新粒子的運(yùn)動(dòng)情況,以下判斷正確的是( 。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,在圓心O處固定一正點(diǎn)電荷,現(xiàn)從P點(diǎn)以相同的速率發(fā)射兩個(gè)檢驗(yàn)電荷a、b,分別沿PM、PN運(yùn)動(dòng)到M、N兩點(diǎn),M、N都在以O(shè)為圓心的圓上.若檢驗(yàn)電荷a、b的質(zhì)量、電荷量均相等,則下列判斷正確的是( 。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,在圓心O處固定一正點(diǎn)電荷,兩個(gè)質(zhì)量和電量均相同的檢驗(yàn)電荷a、b從P點(diǎn)以相同的速率,分別沿PN、PM運(yùn)動(dòng)到N、M(均在以O(shè)為圓心的圓上),下列說(shuō)法正確的是( 。

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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,在點(diǎn)O置于一個(gè)正點(diǎn)電荷,在過(guò)點(diǎn)O的豎直平面內(nèi)的點(diǎn)A處,自由釋放一個(gè)帶正電的小球,小球的質(zhì)量為m,帶電量為q,小球落下的軌跡如圖中實(shí)線所示,它與以O(shè)為圓心,R為半徑的圓相交于B、C兩點(diǎn),點(diǎn)O、C在同一水平線上,∠BOC=30°,點(diǎn)A距OC高度為h,若小球過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度為v,則( 。

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