如圖所示，一對豎直放置的平行金屬板長為L，兩板間距為d，接在直流電源上，兩板間的勻強電場場強為E．在兩板間還有與電場方向垂直的勻強磁場，磁感應強度為B，方向垂直紙平面向里．一個質量為m，電量為q（q＞0）的油滴，從距離平板上端為h高處由靜止開始自由下落．并經兩板上端的中央點P進入兩板之間有電場和磁場的空間．設油滴在P點所受的電場力與磁場力恰好平衡，且油滴經P點后不斷向右極板偏轉，最后經右極板下端邊緣的D點離開兩板之問的電場和磁場區(qū)域．試求：
（1）h的大��；
（2）油滴在D點的速度大�。�
（1）在P點由題意可知：
qE=qvB
自由下落過程有：
V2=2gh
由以上兩式解得：h=
E2
2gB2

（2）整個過程由動能定理有：
mg（h+L）-qE×
d
2
=
1
2
mvD2
得：vD=
E2
B2
+2gL-
qdE
m

答：（1）h的大小h=
E2
2gB2
；
（2）油滴在D點的速度大小vD=
E2
B2
+2gL-
qdE
m
．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示，真空區(qū)域內有一粒子源A，能每隔
T
2
的時間間隔定時地沿AO方向向外發(fā)出一個粒子．虛線右側為一有理想邊界的相互正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域，離虛線距離為L的位置處有一熒光屏，粒子打到熒光屏上將使熒光屏上出現(xiàn)一個亮點．虛線和熒光屏相互平行，而AO與熒光屏相互垂直．如果某時刻粒子運動到虛線位置開始計時（記為t=0），加上如圖乙所示周期性變化的電、磁場，場強大小關系為
E0
=
v0
B（其中
v0
為粒子到達虛線位置時的速度大�。l(fā)現(xiàn)t=
3T
2
等時刻到達虛線位置的粒子在t=2T時刻到達熒光屏上的O點；在t=
T
2
時刻到達虛線位置的粒子打到熒光屏上的P點，且OP之間的距離為
L
2
，試根據(jù)以上條件確定，熒光屏上在哪些時刻，在什么位置有粒子到達？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

半徑為r的圓形空間內，存在著垂直于紙面向里的勻強磁場，一個帶電粒子（不計重力）從A點以速度υ0垂直于磁場方向射入磁場中，并從B點射出．∠AOB=120°，如圖所示，則該帶電粒子在磁場中運動的時間為（　　）
A．
2πr
3υ0
B．
2
3
πr
3υ0
C．
πr
3υ0
D．
3
πr
3υ0

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，在正方形區(qū)域abcd內充滿方向垂直紙面向里的、磁感應強度為B的勻強磁場．在t=0時刻，一位于ad邊中點o的粒子源在abcd平面內發(fā)射出大量的同種帶電粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向與od邊的夾角分布在0～180°范圍內．已知沿od方向發(fā)射的粒子在t=t0時刻剛好從磁場邊界cd上的p點離開磁場，粒子在磁場中做圓周運動的半徑恰好等于正方形邊長L，粒子重力不計，求：
（1）粒子的比荷q/m；
（2）假設粒子源發(fā)射的粒子在0～180°范圍內均勻分布，此時刻仍在磁場中的粒子數(shù)與粒子源發(fā)射的總粒子數(shù)之比；
（3）從粒子發(fā)射到全部粒子離開磁場所用的時間．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，一帶電粒子從Y軸上的a點以平行于X軸的方向射入第一象限區(qū)域，射入的速度為v0．帶電粒子的質量為m，帶負電，電荷量為q．為了使帶電粒子通過X軸上的b點，可在第一象限的某區(qū)域加一個沿Y軸正方向的勻強電場，電場強度為E，電場區(qū)域沿Y軸方向無限長，沿X方向的寬度為s．已知Oa=L，Ob=2s，不計帶電粒子的重力．
（1）若b點在電場內，要使粒子過b點，求該電場的左邊界與b點的距離．
（2）若b點在電場外，在第一象限緊挨電場右側加一個垂直于XOY平面的磁感應強度為B的勻強磁場，該磁場足夠大，使得粒子也能過b點且速度方向沿X軸正方向，求該電場的左邊界與b點的距離．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示為湯姆生在1897年測量陰極射線（電子）的比荷時所用實驗裝置的示意圖．K為陰極，A1和A2為連接在一起的中心空透的陽極，電子從陰極發(fā)出后被電場加速，只有運動方向與A1和A2的狹縫方向相同的電子才能通過，電子被加速后沿00’方向垂直進人方向互相垂直的電場、磁場的疊加區(qū)域．磁場方向垂直紙面向里，電場極板水平放置，電子在電場力和磁場力的共同作用下發(fā)生偏轉．已知圓形磁場的半徑為r，圓心為C．
某校物理實驗小組的同學們利用該裝置，進行了以下探究測量：
第一步：調節(jié)兩種場的強弱．當電場強度的大小為E，磁感應強度的大小為B時，使得電子恰好能夠在復合場區(qū)域內沿直線運動．
第二步：撤去電場，保持磁場和電子的速度不變，使電子只在磁場力的作用下發(fā)生偏轉，打在熒屏上出現(xiàn)一個亮點P，通過推算得到電子的偏轉角為α（CP與OO′下之間的夾角）．
求：（1）電子在復合場中沿直線向右飛行的速度；
（2）電子的比荷
e
m
；
（3）有位同學提出了該裝置的改造方案，把球形熒屏改成平面熒屏，并畫出了如圖乙的示意圖．已知電場平行金屬板長度為L1，金屬板右則到熒屏垂直距離為L2．實驗方案的第一步不變，可求出電子在復合場中沿直線向右飛行的速度．第二步撤去磁場，保持電場和電子的速度不變，使電子只在電場力的作用下發(fā)生偏轉，打在熒屏上出現(xiàn)一個亮點P，通過屏上刻度可直接讀出電子偏離屏中心點的距離
.
O/Q
=y．同樣可求出電子的比荷
e
m
．請你判斷這一方案是否可行？并說明相應的理由．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，質量為m、電荷量為q的帶電粒子，經電勢差為U的電場加速后，從O點垂直MN邊界進入磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強磁場中，速度方向與磁場方向垂直，最后在MN邊界上的P點．設帶電粒子初速度為零且不計重力，求：
（1）粒子帶何種電荷及粒子進入磁場時的速率；
（2）OP間的距離．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，帶電平行金屬板PQ和MN之間的距離為d，金屬板之間有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為B，x軸與金屬板中心線重合，y軸垂直于金屬板，在區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅱ內存在方向相同的勻強磁場，磁感應強度大小分別為B1和B2，且B1＜B2，一電子沿著x軸正向以速度v0射入平行板之間，在平行板間恰好沿著x軸正方向做直線運動，并由區(qū)域Ⅰ進入?yún)^(qū)域Ⅱ，然后經過y軸離開區(qū)域Ⅰ，已知區(qū)域Ⅰ沿x軸方向寬度為
3
mv0
2B1e
，區(qū)域Ⅱ的寬度足夠大，電子電荷量為e，質量為m，不計電子重力，求：
（1）兩金屬板之間電勢差U；
（2）電子在區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅱ中運動的半徑R1和R2；
（3）電子兩次經過y軸的時間間隔t．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，坐標系xOy在豎直平面內，第一象限內分布勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向外；第二象限內分布著沿x軸正方向的水平勻強電場，場強大小E=
B2qL
6m
，質量為m、電荷量為+q的帶電粒子從A點由靜止釋放，A點坐標為（-L，
3
2
L），在靜電力的作用下以一定速度進入磁場，最后落在x軸上的P點．不計粒子的重力．求：
（1）帶電粒子進入磁場時速度v的大�。�
（2）P點與O點之間的距離．

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