（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．Q是速度選擇器，其內(nèi)有垂直紙面向里的磁感應(yīng)強度為3.0×l0-3T的勻強磁場和豎直方向的勻強電場（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)勻強電場場強的大小和方向.
（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屏之間加一個邊界為正三角形的有界勻強磁場，磁場方向垂直紙面．試求該正三角形勻強磁場的最小面積S與磁感應(yīng)強度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動，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)帶電粒子從點進入磁場，從點射出磁場，帶電粒子在磁場中運動的軌跡如圖所示。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磁場的一個邊界時，正三角形勻強磁場的面積最小，所以該正三角形勻強磁場的區(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動的軌道半徑為                      （8）2分
由（6）、（7）、（8）解得，正三角形勻強磁場的最小面積與磁感應(yīng)強度間所滿足的關(guān)系：
                                                         （9）2分
略
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(16 分)如圖所示,待測區(qū)域中存在勻強電場和勻強磁場,根據(jù)帶電粒子射入時的受力情況可推測其電場和磁場. 圖中裝置由加速器和平移器組成,平移器由兩對水平放置、相距為l的相同平行金屬板構(gòu)成,極板長度為l、間距為d,兩對極板間偏轉(zhuǎn)電壓大小相等、電場方向相反. 質(zhì)量為m、電荷量為+q 的粒子經(jīng)加速電壓U0 加速后,水平射入偏轉(zhuǎn)電壓為U1 的平移器,最終從A 點水平射入待測區(qū)域. 不考慮粒子受到的重力.

(1)求粒子射出平移器時的速度大小v1;
(2)當加速電壓變?yōu)?U0 時,欲使粒子仍從A 點射入待測區(qū)域,求此時的偏轉(zhuǎn)電壓U;
(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待測區(qū)域,剛進入時的受力大小均為F. 現(xiàn)取水平向右為x 軸正方向,建立如圖所示的直角坐標系Oxyz. 保持加速電壓為U0 不變,移動裝置使粒子沿不同的坐標軸方向射入待測區(qū)域,粒子剛射入時的受力大小如下表所示.

請推測該區(qū)域中電場強度和磁感應(yīng)強度的大小及可能的方向.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，一質(zhì)量為m，電荷量為q的粒子從容器A下方小孔S1飄入電勢差為U的加速電場，然后讓粒子經(jīng)過S3沿著與磁場垂直的方向進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，最后打到底片D上.

(1)粒子進入磁場時的速率。
(2)求粒子在磁場中運動的軌道半徑。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（20分）如圖所示，在坐標系xOy所在平面內(nèi)有一半徑為a的圓形區(qū)域，圓心坐標O1（a , 0），圓內(nèi)分布有垂直xOy平面的勻強磁場。在坐標原點O處有一個放射源，放射源開口的張角為90°，x軸為它的角平分線。帶電粒子可以從放射源開口處在紙面內(nèi)朝各個方向射出，其速率v、質(zhì)量m、電荷量+q均相同。其中沿x軸正方向射出的粒子恰好從O1點的正上方的P點射出。不計帶電粒子的重力，且不計帶電粒子間的相互作用。
（1）求圓形區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強度的大小和方向；
（2）a．判斷沿什么方向射入磁場的帶電粒子運動的時間最長，并求最長時間；
b．若在y≥a的區(qū)域內(nèi)加一沿y軸負方向的勻強電場，放射源射出的所有帶電粒子運動過程中將在某一點會聚，若在該點放一回收器可將放射源射出的帶電粒子全部收回，分析并說明回收器所放的位置。

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，在一均勻磁場中有一U形導線框abcd，線框處于水平面內(nèi)，磁場與線框平面垂直，R為一電阻，ef為垂直于ab的一根導體桿，它可在ab、cd上無摩擦地滑動．桿ef及線框中導線的電阻都可不計．開始時，給ef一個向右的初速度，則(　　)
A．ef將減速向右運動，但不是勻減速, 最后停止
B．ef將勻減速向右運動，最后停止
C．ef將勻速向右運動
D．ef將往返運動

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖下圖所示，坐標空間中有場強為E的勻強電場和磁感應(yīng)強度為B的勻強
磁場，y軸為兩種場的分界面，圖中虛線為磁場區(qū)的右邊界�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m.電量為-q的
帶電粒子，從電場中的P點以初速度V0沿x軸正方向開始運動，已知P點的坐標為
（－L，0）且，試求：
（1）帶電粒子運動到Y(jié)軸上時的速度
（2）要使帶電粒子能穿越磁場區(qū)域而不再返回到電場中，磁場的寬度最大為多少（不計帶電粒子的重力）

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，帶電平行金屬板相互正對水平放置，兩板間存在著水平方向的勻強磁場。帶電液滴a沿垂直于電場和磁場的方向進入板間后恰好沿水平方向做直線運動，在它正前方有一個靜止在小絕緣支架上不帶電的液滴b。帶電液滴a與液滴b發(fā)生正碰，在極短的時間內(nèi)復合在一起形成帶電液滴c，若不計支架對液滴c沿水平方向的作用力，則液滴離開支架后  (       )
A．液滴一定帶正電B．一定做直線運動
C．一定做勻速圓周運動D．一定做勻變速曲線運動

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

．(6分)如圖(甲)所示，一帶電粒子以水平速度v0先后進入方向互相垂直的勻強電場和勻強磁場區(qū)域，已知電場方向豎直向下，兩個區(qū)域的寬度相同且緊鄰在一起，在帶電粒子穿過電場和磁場的過程中(其所受重力忽略不計)，電場和磁場對粒子所做的功為W1；若把電場和磁場正交重疊，如圖(乙)所示，粒子仍以初速度v0穿過重疊場區(qū)，在帶電粒子穿過電場和磁場的過程中，電場和磁場對粒子所做的總功為W2，比較W1和W2，則W1________W2(填“>”、“<”或“等于”)．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，坐標平面第I象限內(nèi)存在大小為E=4×105N/C、方向水平向左的勻強電場，在第II象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強磁場。質(zhì)荷比為4×10-10N/C的帶正電粒子從x軸上的A點以初速度v0=2×107m/s垂直x軸射入電場，OA=0.2m，不計重力。求：
小題1:粒子經(jīng)過y軸時的位置到原點O的距離；
小題2:若要求粒子不能進入第三象限，求磁感應(yīng)強度B的取值范圍（不考慮粒子第二次進入電場后的運動情況。）

查看答案和解析>>

同步練習冊答案