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(22分)如圖所示,在一二象限內范圍內有豎直向下的運強電場E,電場的上邊界方程為。在三四象限內存在垂直于紙面向里、邊界方程為的勻強磁場,F在第二象限中電場的上邊界有許多質量為m,電量為q的正離子,在處有一熒光屏,當正離子達到熒光屏時會發(fā)光,不計重力和離子間相互作用力。

(1)求在處釋放的離子進入磁場時速度。
(2)若僅讓橫坐標的離子釋放,它最后能經過點,求從釋放到經過點所需時間t.
(3)若同時將離子由靜止釋放,釋放后一段時間發(fā)現熒光屏上只有一點持續(xù)發(fā)出熒光。求該點坐標和磁感應強度
(1)(2),;
(3)

試題分析:
(1)于x處釋放離子,由動能定理得       (2分)
得離子進入磁場時的速度                               (2分)
(2)由(1)得在處釋放的離子到達x軸時速度為
                                   (1分)
從釋放到到達x軸時間為         (1分)
第一種情況:離子直接從經磁場達處。
在磁場中經歷半圓時間       (1分)
總時間                              (1分)
第二種情況:離子直接從經磁場達處進入電場返回磁場再到
易得在磁場中時間仍然為                        (2分)
在電場中時間為                                  (1分)
總時間為                         (1分)
(3)在磁場B中                                     (2分)
所以運動半徑                                (2分)
可以看出,B一定時,必有, 當時,(離子經磁場偏轉從逼近原點出磁場)因此,所有離子都從原點(0,0)點出磁場,擊中熒光屏上  (2分)
則有 (2分)
因為  所以                           (2分)
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖,豎直放置的兩塊很大的平行金屬板a、b,相距為d,ab間的電場強度為E,今有一帶正電的微粒從a板下邊緣以初速度v0豎直向上射入電場,當它飛到b板時,速度大小不變,而方向變成水平方向,且剛好從高度也為d的狹縫穿過b板而進入bc區(qū)域,bc寬度也為d,所加電場大小為E,方向豎直向上;磁感應強度方向垂直于紙面向里,磁感應強度大小等于,重力加速度為g,則下列說法中正確的是(  )
A.粒子在ab區(qū)域中做勻變速運動,運動時間為
B.粒子在bc區(qū)域中做勻速圓周運動,圓周半徑r=d
C.粒子在bc區(qū)域中做勻速直線運動,運動時間為
D.粒子在ab、bc區(qū)域中運動的總時間為

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在重力、電場力和洛倫茲力作用下,一帶電液滴做直線運動,下列關于帶電液滴的電性和運動的說法不正確的是(  )
A.液滴可能帶負電
B.液滴一定做勻速直線運動
C.不論液滴帶正電還是負電,運動軌跡為同一條直線
D.液滴不可能在垂直電場的方向上運動

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(19分)如圖所示的平行板器件中,存在相互垂直的勻強磁場和勻強電場,磁場的磁感應強度B1 =" 0.40" T,方向垂直紙面向里,電場強度E = 2.0×105 V/m,PQ為板間中線.緊靠平行板右側邊緣xOy坐標系的第一象限內,有垂直紙面的正三角形勻強磁場區(qū)域(圖中未畫出),磁感應強度B2 =" 0.25" T。一束帶電量q = 8.0×10-19 C,質量m = 8.0×10-26 kg的正離子從P點射入平行板間,不計重力,沿中線PQ做直線運動,穿出平行板后從y軸上坐標為(0,0.2m)的Q點垂直y軸射向三角形磁場區(qū),離子通過x軸時的速度方向與x軸正方向夾角為60°。則:

(1)離子運動的速度為多大?
(2)若正三角形區(qū)域內的勻強磁場方向垂直紙面向外,離子在磁場中運動的時間是多少?
(3)若正三角形區(qū)域內的勻強磁場方向垂直紙面向里,正三角形磁場區(qū)域的最小邊長為多少?
(4)第(3)問中離子出磁場后經多長時間到達X軸?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,空間存在相互垂直的勻強電場和勻強磁場,電場的方向豎直向下,磁場方向水平(圖中垂直紙面向里),一帶電油滴P恰好處于靜止狀態(tài),則下列說法正確的是(  )
A.若僅撤去電場,P可能做勻加速直線運動
B.若僅撤去磁場,P可能做勻加速直線運動
C.若給P一初速度,P不可能做勻速直線運動
D.若給P一初速度,P可能做勻速圓周運動

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,a、b為豎直正對放置的平行金屬板構成的偏轉電場,其中a板帶正電,兩板間的電壓為U,在金屬板下方存在一有界的勻強磁場,磁場的上邊界為與兩金屬板下端重合的水平面PQ,PQ下方的磁場范圍足夠大,磁場的磁感應強度大小為B,一比荷為帶正電粒子以速度為v0從兩板中間位置與a、b平等方向射入偏轉電場,不計粒子重力,粒子通過偏轉電場后從PQ邊界上的M點進入磁場,運動一段時間后又從PQ邊界上的N點射出磁場,設M、N兩點距離為x(M、N點圖中未畫出)。則以下說法中正確的是
A.只減小磁感應強度B的大小,則x減小
B.只增大初速度v0的大小,則x減小
C.只減小偏轉電場的電壓U的大小,則x不變
D.只減小為帶電粒子的比荷大小,則x不變

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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,水平放置的兩塊長直平行金屬板a、b相距d=0.10m,a、b間的電場強度為E=5.0×105N/C,b板下方整個空間存在著磁感應強度大小為B=6.0T、方向垂直紙面向里的勻強磁場.今有一質量為m=4.8×10-25kg、電荷量為q=1.6×10-18C的帶正電的粒子(不計重力),從貼近a板的左端以v0 =1.0×106m/s的初速度水平射入勻強電場,剛好從狹縫P處穿過b板而垂直進入勻強磁場,最后粒子回到b板的Q處(圖中未畫出).求P、Q之間的距離L.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(19分) 如圖a所示,水平直線MN下方有豎直向上的勻強電場,現將一重力不計、比荷=106 C/kg的正電荷置于電場中的O點由靜止釋放,經過×10-5 s后,電荷以v0=1.5×104 m/s的速度通過MN進入其上方的勻強磁場,磁場與紙面垂直,磁感應強度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).求:

(1)勻強電場的電場強度E的大小;(保留2位有效數字)
(2)圖b中t=×10-5 s時刻電荷與O點的水平距離;
(3)如果在O點右方d=68 cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板,求電荷從O點出發(fā)運動到擋板所需的時間.(sin 37°=0.60,cos 37°=0.80) (保留2位有效數字)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

1932年,勞倫斯和利文斯設計出了回旋加速器;匦铀倨鞯墓ぷ髟砣鐖D所示,置于高真空中的D形金屬盒半徑為R,兩盒間的狹縫距離為d,。磁感應強度為B的勻強磁場與盒面垂直。A處粒子源產生的粒子,質量為m、電荷量為+q ,在加速器中被加速,加速電壓為U。加速過程中不考慮相對論效應和重力作用。
(1)求粒子第2次和第1次經過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比;
(2)求粒子從靜止開始加速到出口處(電場和磁場)所需的總時間t;

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