如圖所示的空間分為I、II、III三個區(qū)域，各豎直邊界面相互平行，I、II區(qū)域均存在電場強度為E的勻強電場，方向垂直界面向右；同時II區(qū)域存在垂直紙面向外的勻強磁場；III區(qū)域空間有一與FD邊界成450角的勻強磁場，磁感應強度大小為B，其下邊界為水平線DH,右邊界是GH:一質(zhì)量為、電荷量為q的帶正電的粒子（重力不計）從O點由靜止釋放，到達A點時速度為v0，粒子在C點沿著區(qū)域III的磁感線方向進人III區(qū)域，在DH上的M點反彈，反彈前、后速度大小不變，方向與過碰撞點的豎直線對稱，已知粒子在III區(qū)域內(nèi)垂直于磁場方向的平面內(nèi)做勻速圓周運動的軌道半徑為r= ，C點與M點的距離為，M點到右邊界GH的垂直距離為。求：
(1）粒子由O點運動到A點的時間t1=?
（2) A與C間的電勢差UAC=?
（3）粒子在III區(qū)域磁場內(nèi)運動的時間t2＝？
（1）；（2）；（3）

試題分析:設(shè)粒子由O運動到A的過程中加速度為a。則
qE=ma
v0=at1
解得
（2）設(shè)粒子在C點速度為vC,則從A運動到C的過程中有

粒子在Ⅲ區(qū)域內(nèi)以速度vC做圓周運動，半徑為r,則
；解得，
(3)粒子在C點沿著區(qū)域Ⅲ的磁感線進入Ⅲ區(qū)域，所以粒子由C運動到M的勻速直線運動，設(shè)運動時間為t3，則
粒子在M點反彈后，速度方向垂直于磁場方向，所以粒子做勻速圓周運動，設(shè)周期為T，做勻速圓周運動的時間為t4，M點到右邊界的垂直距離為，所以粒子在磁場中剛好完成八分之一個圓周運動，則


粒子在III區(qū)域磁場內(nèi)運動的時間
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

如圖所示是一個回旋加速器的示意圖，其中兩個半圓形金屬盒內(nèi)有方向垂直于紙面，磁感強度為B的勻強磁場，兩金屬盒分別接到交變電源的兩極上，在兩盒間的狹縫處形成交變的電場．質(zhì)量為m、電量為q的帶電粒子從下面盒的中心O點進入，進入時的初速可以忽略，經(jīng)兩盒間狹縫處的電場加速后進入上面盒內(nèi)，在磁場中做圓周運動，當它回到狹縫處時，電場恰好反向，再次對粒子加速，進入下面磁場中，從c1處再進入電場中加速，以后則重復前面的過程，并且每次電場對粒子做的功都是W．圖中c2、c3、……是后面各次從下面磁場中射出時的位置．

(1)求Oc1的距離．
(2)n為多大時，cncn+1小于或等于Oc1的一半？
 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，兩根長直導線豎直平行固定放置，且與水平放置的光滑絕緣桿MN分別交于c、d兩點，點o是cd的中點，桿MN上a、b兩點關(guān)于o點對稱．兩導線均通有大小相等、方向向上的電流，已知長直導線在在周圍某點產(chǎn)生磁場的磁感應強度與電流成正比、與該點到導線的距離成反比．一帶正電的小球穿在桿上，以初速度v0從a點出發(fā)沿桿運動到b點．在a、b、o三點桿對小球的支持力大小分別為Fa、Fb、Fo．下列說法可能正確的是（　�。�
A．Fa＞Fo
B．Fb＞Fa
C．小球一直做勻速直線運動
D．小球先做加速運動后做減速運動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（22分）某放置在真空中的裝置如圖甲所示，水平放置的平行金屬板A、B中間開有小孔，小孔的連線與豎直放置的平行金屬板C、D的中心線重合。在C、D的下方有如圖所示的、范圍足夠大的勻強磁場，磁場的理想上邊界與金屬板C、D下端重合，其磁感應強度隨時間變化的圖象如圖乙所示，圖乙中的為已知，但其變化周期未知。已知金屬板A、B之間的電勢差為，金屬板C、D的長度均為L，間距為。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子P（初速度不計、重力不計）進入A、B兩板之間被加速后，再進入C、D兩板之間被偏轉(zhuǎn)，恰能從D極下邊緣射出。忽略偏轉(zhuǎn)電場的邊界效應。

（1）求金屬板C、D之間的電勢差UCD。
（2）求粒子離開偏轉(zhuǎn)電場時速度的大小和方向。
（3）規(guī)定垂直紙面向里的磁場方向為正方向，在圖乙中t=0時刻該粒子進入磁場，并在時刻粒子的速度方向恰好水平，求磁場的變化周期T0和該粒子從射入磁場到離開磁場的總時間t總。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）靜止于A處的離子，經(jīng)加速電壓U加速后沿圖中虛線圓弧通過靜電分析器，并從P點垂直CF進入矩形區(qū)域的有界勻強磁場．靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻射分布的電場，方向如圖所示；已知虛線圓弧的半徑為R，離子質(zhì)量為例、電荷量為、磁場方向垂直紙面向里；離子重力不計．
（1）求靜電分析器通道內(nèi)虛線所在位置處的電場強度；
（2）若離子最終能打在QF上，求磁感應強度B的取值范圍．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（20分）電視機的顯像管中，電子束的偏轉(zhuǎn)是用電偏和磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實現(xiàn)的。如圖甲所示，電子槍發(fā)射出的電子經(jīng)小孔S1進入豎直放置的平行金屬板M、N間，兩板間所加電壓為U0；經(jīng)電場加速后，電子由小孔S2沿水平放置金屬板P和Q的中心線射入，兩板間距離和長度均為；距金屬板P和Q右邊緣處有一豎直放置的熒光屏；取屏上與S1、S2共線的O點為原點，向上為正方向建立x軸。已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，初速度可以忽略。不計電子重力和電子之間的相互作用。
（1）求電子到達小孔S2時的速度大小v；
（2）若金屬板P、Q間只存在垂直于紙面向外的勻強磁場，電子恰好經(jīng)過P板的右邊緣飛出，求磁場的磁感應強度大小B；
（3）若金屬板P和Q間只存在電場，P、Q兩板間電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示，單位時間內(nèi)從小孔S1進入的電子個數(shù)為N。電子打在熒光屏上形成一條亮線；每個電子在板P和Q間運動的時間極短，可以認為兩板間的電壓恒定；忽略電場變化產(chǎn)生的磁場。試求在一個周期（即2t0時間）內(nèi)打到熒光屏單位長度亮線上的電子個數(shù)n。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，某一真空室內(nèi)充滿豎直向下的勻強電場E，在豎直平面內(nèi)建立坐標系xOy，在y<0的空間里有與場強E垂直的勻強磁場B，在y>O的空間內(nèi)，將一質(zhì)量為m的帶電液滴（可視為質(zhì)點）自由釋放，此液滴則沿y軸的負方向，以加速度a=2g（g為重力加速度）做勻加速直線運動，當液滴運動到坐標原點時，被安置在原點的一個裝置瞬間改變了帶電性質(zhì)（液滴所帶電荷量和質(zhì)量均不變），隨后液滴進入y<0的空間運動．液滴在y<0的空間內(nèi)的運動過程中
A．重力勢能一定不斷減小B．電勢能一定先減小后增大
C．動能不斷增大D．動能保持不變

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）如圖在xoy平面內(nèi)有平行于x軸的兩個足夠大的熒光屏M、N，它們的位置分別滿足y=l和y=0，兩屏之間為真空區(qū)域。在坐標原點O有一放射源不斷沿y軸正方向向真空區(qū)域內(nèi)發(fā)射帶電粒子，已知帶電粒子有兩種。為探索兩種粒子的具體情況，我們可以在真空區(qū)域內(nèi)控制一個勻強電場和一個勻強磁場，電場的場強為E，方向與x軸平行，磁場的磁感應強度為B，方向垂直于xoy平面。
試驗結(jié)果如下：如果讓電場和磁場同時存在，我們發(fā)現(xiàn)粒子束完全沒有偏轉(zhuǎn)，僅在M屏上有一個亮點，其位置在S（ 0 , l ）；如果只讓磁場存在，我們發(fā)現(xiàn)僅在N屏上出現(xiàn)了兩個亮點，位置分別為P（ -2l ， 0 ）、Q（ ，0 ），由此我們可以將兩種粒子分別叫做P粒子和Q粒子。已知粒子間的相互作用和粒子重力可以忽略不計，試求（坐標結(jié)果只能用l表達）：

（1）如果只讓磁場存在，但將磁場的磁感應強度減為B1= ，請計算熒光屏上出現(xiàn)的所有亮點的位置坐標；
（2）如果只讓電場存在，請計算熒光屏上出現(xiàn)的所有亮點的位置坐標；
（3）如果只讓磁場存在，當將磁場的磁感應強度變?yōu)锽2= kB時，兩種粒子在磁場中運動的時間相等，求k的數(shù)值。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（12分）如圖所示，一束電子的電荷量為e，以速度v垂直左邊界射入磁感應強度為B、寬度為d的有界勻強磁場中，穿過磁場時的速度方向與原來電子的入射方向的夾角θ是30°，則電子的質(zhì)量是多少？電子穿過磁場的時間又是多少？

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