如圖所示,豎直放置的平行帶電導體板A、B和水平放置的平行帶電導體板C、D,B板上有一小孔,從小孔射出的帶電粒子剛好可從C、D板間左上角切入C、D板間電場,已知C、D板間距離為d,長為2d,  UAB=UCD=U>0,在C、D板右側(cè)存在有一個垂直向里的勻強磁場。質(zhì)量為m,電量為q的帶正電粒子由靜止從A板釋放,沿直線運動至B板小孔后貼近C板進入C、D板間,最后能進入磁場中。帶電粒子的重力不計。求:

(1)帶電粒子從B板小孔射出時的速度大小v0;
(2)帶電粒子從C、D板射出時的速度v大小和方向;
(3)欲使帶電粒子不再返回至C、D板間,右側(cè)磁場的磁感應(yīng)強度大小應(yīng)該滿足什么條件?
(1);(2)方向與水平成斜向下;(3)

試題分析:(1)(4分)帶電粒子通過AB板間時由動能定理得
 (2分)    (2分)
(2)(6分)帶電粒子在CD板間做類平拋運動,沿導體板方向做勻速運動,垂直導體板方向做初速為零的勻加速運動,加速度設(shè)為a,射出CD板時速度方向與水平間夾角設(shè)為。      
           (4分)
(以上列式方程的組合有多種,如先求出偏轉(zhuǎn)位移,再利用動能定理求射出速度大小和方向等等,列式完整同樣給4分)
 (1分)    (1分) 
(3)(8分)帶電粒子在CD電場中的偏轉(zhuǎn)位移
 (2分)
由此可知帶電粒子從CD導體板的右下角射出再進入勻強磁場中,欲使粒子不再返回CD板間,帶電粒子做圓周運動至CD板右上角時為臨界狀態(tài),設(shè)圓周運動的半徑為R,磁感應(yīng)強度為B。

       (2分)
       (2分)
        (2分)
練習冊系列答案
相關(guān)習題

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(18分) 在直角坐標系第一象限與第三象限分布有如圖所示的勻強磁場和勻強電場,電場強度為E、磁感應(yīng)強度為;現(xiàn)在第三象限中從P點以初速度沿x軸方向發(fā)射質(zhì)量為,帶的離子,離子經(jīng)電場后恰從坐標原點O射入磁場。

(1)已知P點的縱坐標為,試求P點的橫坐標x;
(2)若離子經(jīng)O點射入磁場時的速度為2,試求離子在磁場中運動的時間及磁場出射點距O點的距離d。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

在平面直角坐標系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y軸負方向的勻強電場,第Ⅳ象限存在垂直于坐標平面向外的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B。一質(zhì)量為m.電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點以速度v0垂直于y軸射入電場,經(jīng)x軸上的N點與x軸正方向成θ=60°角射入磁場,最后從y軸負半軸上的P點垂直于y軸射出磁場,如圖所示。不計粒子重力,求:

(1)粒子過N點時速度;
(2)粒子在磁場中運動的軌道半徑r;
(3)粒子從M點運動到P點的總時間t。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,兩塊平行金屬極板心MN水平放置,板長L="1" m,間距,兩金屬板間電壓;在平行金屬板右側(cè)依次存在ABC和FGH兩個全等的正三角形區(qū)域,正三角形ABC內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場Bl,三角形的上頂點A與上金屬板M平齊,BC邊與金屬板平行,AB邊的中點P恰好在下金屬板N的右端點;正三角形FGH內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場B2,已知A、F、G處于同一直線上,B、C、H也處于同一直線上,AF兩點距離為,F(xiàn)從平行金屬極板MN左端沿中軸線方向入射一個重力不計的帶電粒子,粒子質(zhì)量,帶電量,初速度。

(1)求帶電粒子從電場中射出時的速度v的大小和方向
(2)若帶電粒子進入中間三角形區(qū)域后垂直打在AC邊上,求該區(qū)域的磁感應(yīng)強度Bl
(3)若要便帶電粒子由FH邊界進入FGH區(qū)域并能再次回到FH界面,求B2應(yīng)滿足的條件 。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,一帶電粒子以某一速度在豎直平面內(nèi)做直線運動,經(jīng)過一段時間后進入一垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的最小的圓形勻強磁場區(qū)域(圖中未畫出磁場區(qū)域),粒子飛出磁場后垂直電場方向進入寬為L的勻強電場。電場強度大小為E,方向豎直向上。當粒子穿出電場時速度大小變?yōu)樵瓉淼?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/20140825002801883344.png" style="vertical-align:middle;" />倍。已知帶電粒子的質(zhì)量為m,電量為g,重力不計。粒子進入磁場前的速度如圖與水平方向成θ=60°角。求:

(1)粒子帶什么性質(zhì)的電荷;
(2)粒子在磁場中運動時速度多大;
(3)該最小的圓形磁場區(qū)域的面積為多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖為電磁流量計的示意圖,直徑為d的非磁性材料制成的圓形導管內(nèi)有導電液體流動,磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直于導電液體流動方向而穿過一段圓形管道。若測得管壁內(nèi)a、b兩點間的電勢差為U,則管中導電液體的流量Q=     

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(17分)如圖所示,在xoy平面上,直線OM與x軸正方向夾角為45o,直線OM左側(cè)存在平行y軸的勻強電場,方向沿y軸負方向。直線OM右側(cè)存在垂直xoy平面向里的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場。一帶電量為q,質(zhì)量為m帶正電的粒子(忽略重力)從原點O沿x軸正方向以速度vo射入磁場。此后,粒子穿過磁場與電場的邊界三次,恰好從電場中回到原點O。(粒子通過邊界時,其運動不受邊界的影響)

求: (1)粒子第一次在磁場中做圓周運動的半徑;
(2)勻強電場的強度;
(3)粒子從O點射出至回到O點的時間。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(10分)如圖的環(huán)狀軌道處于豎直面內(nèi),它由半徑分別為R和2R的兩個半圓軌道、半徑為R的兩個四分之一圓軌道和兩根長度分別為2R和4R的直軌道平滑連接而成。以水平線MN和PQ為界,空間分為三個區(qū)域,區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅲ內(nèi)有磁感應(yīng)強度為B的水平向里的勻強磁場,區(qū)域Ⅰ和Ⅱ內(nèi)有豎直向上的勻強電場,電場場強大小為。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電小環(huán)穿在軌道內(nèi),它與兩根直軌道間的動摩擦因數(shù)為μ(0<μ<1),而軌道的圓弧形部分均光滑。將小環(huán)在較長的直軌道CD下端的C點無初速釋放(不考慮電場和磁場的邊界效應(yīng),重力加速度為g),求:

(1)小環(huán)在第一次通過軌道最高點A時的速度vA的大;
(2)小環(huán)在第一次通過軌道最高點A時受到軌道的壓力FN的大。
(3)若從C點釋放小環(huán)的同時,在區(qū)域Ⅱ再另加一垂直于軌道平面向里的水平勻強電場,其場強大小為,則小環(huán)在兩根直軌道上通過的總路程多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(18分)如圖a所示,豎直直線MN左方有水平向右的勻強電場,現(xiàn)將一重力不計,比荷的正電荷置于電場中O點由靜止釋放,經(jīng)過后,電荷以v0=1.5×104m/s的速度通過MN進入其右方的勻強磁場,磁場與紙面垂直,磁感應(yīng)強度B按圖b所示規(guī)律周期性變化(圖b中磁場以垂直紙面向外為正,以電荷第一次通過MN時為t=0時刻,忽略磁場變化帶來的影響)。求:

(1)勻強電場的電場強度E;
(2)圖b中時刻電荷與O點的豎直距離r。
(3)如圖在O點下方d=39.5cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板,求電荷從O點出發(fā)運動到擋板所需要的時間。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

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