有人設(shè)想用題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電場、磁場區(qū)域II,其中磁場的磁感應(yīng)強度大小為B,方向如圖。收集室的小孔O3O1、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。不計納米粒子重力。(
(1)試求圖中區(qū)域II的電場強度;
(2)試求半徑為r的粒子通過O2時的速率;
(3)討論半徑rr2的粒子剛進入?yún)^(qū)域II時向哪個極板偏轉(zhuǎn)。
 
(1)
(2)
(3)r>r0時,粒子會向上極板偏轉(zhuǎn);
r<r0時,粒子會向下極板偏轉(zhuǎn)
(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)電場強度為E,則
v0 q0B= q0E

電場強度方向豎直向上。
(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,在剛進入?yún)^(qū)域II時受到合力為:
F=qE-qvB=qB(v0-v)
可知,當
r>r0時,v<v0,F>0,粒子會向上極板偏轉(zhuǎn);
r<r0時,v>v0,F<0,粒子會向下極板偏轉(zhuǎn)。
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,在直角坐標系的I、Ⅱ象限內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場,第Ⅲ象限有沿y軸負方向的勻強電場,第Ⅳ象限內(nèi)無電場和磁場。質(zhì)量為m,電荷量為q的粒子由M點以速度沿x軸負方向進入電場,不計粒子的重力,粒子經(jīng)Nx軸上的P點最后又回到M點。設(shè)OM=OP =l,ON=2l,求:
(1)電場強度E的大;
(2)勻強磁場磁感應(yīng)強度B的大小;
(3)粒子從M點進入電場,經(jīng)N、P點最后又回到M點所用的時間t。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題


(1)電場強度至少為多少?
(2)在(1)問的情況下,要使小球繼續(xù)運動,第二次通過最高點a時,小球?qū)^緣管恰好無壓力,勻強磁場的磁感應(yīng)強度多大?(重力加速度為g)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖Ox、Oy、Oz為相互垂直的坐標軸,Oy軸為豎直方向,整個空間存在豎直向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B.現(xiàn)有一質(zhì)量為、電量為q的小球從坐標原點O以速度v0沿Ox軸正方向拋出(不計空氣阻力,重力加速度為g).求:

(1)若在整個空間加一勻強電場E1,使小球在xOz平面內(nèi)做勻速圓周運動,求場強E1和小球運動的軌道半徑;
(2)若在整個空間加一勻強電場E2,使小球沿Ox軸做勻速直線運動,求E2的大小;
(3)若在整個空間加一沿y軸正方向的勻強電場,求該小球從坐標原點O拋出后,經(jīng)過y軸時的坐標y和動能Ek;

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,質(zhì)量為m,電量為q的帶正電
的微粒以初速度v0垂直射入相互垂直的勻強電場和
勻強磁場中,剛好沿直線射出該場區(qū),若同一微粒
以初速度v0/2垂直射入該場區(qū),則微粒沿圖示的
曲線從P點以2v0速度離開場區(qū),求微粒在場區(qū)中
的橫向(垂直于v0方向)位移,(已知磁場的磁感應(yīng)強度大小為B.)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖6-18所示,質(zhì)量m=1.0×10-4 kg的小球放在絕緣的水平面上,小球帶電荷量q=2.0×10-4 C,小球與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,外加水平向右的勻強電場E="5" V/m,垂直紙面向外的勻強磁場B=2 T,小球從靜止開始運動.
(1)小球具有最大加速度的值為多少?
(2)小球的最大速度為多少?(g取10 m/s2)

圖6-18

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,帶電平行板中勻強磁場方向水平垂直紙面向里,某帶電小球從光滑絕緣軌道上的a點自由滑下,經(jīng)過軌道端點P進入板間恰能沿水平做直線運動.現(xiàn)使小球從較低的b點開始滑下,經(jīng)P點進入板間后,在板間運動過程中(   )
A.其動能將會增加
B.其電勢能將會增加
C.小球所受電場力將會增大
D.小球一定帶正電

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,兩塊水平放置、相距為d的長金屬板接在電壓可調(diào)的電源上.兩板之間的右側(cè)區(qū)域存在方向垂直紙面向里的勻強磁場.將噴墨打印機的噴口靠近上板下表面,從噴口連續(xù)噴出質(zhì)量均為m、水平速度均為v0、帶相等電荷量的墨滴.調(diào)節(jié)電源電壓至U,墨滴在電場區(qū)域恰能沿水平向右做勻速直線運動;進入電場、磁場共存區(qū)域后,最終垂直打在下板的M點.
(1)判讀墨滴所帶電荷的種類,并求其電荷量;
(2)求磁感應(yīng)強度B的值;
(3)現(xiàn)保持噴口方向不變,使其豎直下移到兩板中間的位置.為了使墨滴仍能到達下板M點,應(yīng)將磁感應(yīng)強度調(diào)至B’,則B’的大小為多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

某理想變壓器原線圈輸入電功率為P,原、副線圈匝數(shù)比為k,其副線圈接一內(nèi)阻為r的電動機,電動機正以速度v勻速向上提升質(zhì)量m的重物,已知重力加速度為g,則變壓器原線圈兩端的電壓為(   )
A.B.C.D.

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