如圖15-6-4所示,相距為d的狹縫P、Q間存在著電場強(qiáng)度為E、方向按一定規(guī)律變化的勻強(qiáng)電場(電場方向始終與P、Q平面垂直).狹縫兩側(cè)均有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場區(qū),其區(qū)域足夠大.某時(shí)刻從P平面處由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電的粒子(不計(jì)重力),粒子被加速后由A點(diǎn)進(jìn)入Q平面右側(cè)磁場區(qū),以半徑r1做圓周運(yùn)動,并由A1點(diǎn)自右向左射出Q平面.此時(shí)電場恰好反向,使粒子再次被加速而進(jìn)入P平面左側(cè)磁場區(qū),做圓周運(yùn)動,經(jīng)過半個(gè)圓周后射出P平面進(jìn)入P、Q狹縫,電場方向又反向,粒子又被加速……以后粒子每次到達(dá)P、Q狹縫間,電場都恰好反向,使得粒子每次通過P、Q間都被加速.設(shè)粒子自右向左穿過Q平面的位置分別是A1、A2……An.

圖15-6-4

(1)求粒子第一次在Q平面右側(cè)磁場區(qū)做圓周運(yùn)動的半徑r1;

(2)設(shè)An與An+1間的距離小于,求n的值.

解析：(1)粒子在電場中被加速,有

    Edq=mv2

    v=

    又受洛倫茲力做圓周運(yùn)動

    r1=.

(2)由題意知rn+1-rn＜

    即

    解之得n＞5.

答案：(1)  (2)n＞5

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖15-6-7所示是一種獲得高能粒子的裝置，環(huán)行區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外、大小可調(diào)節(jié)的均勻磁場.質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子在環(huán)中做半徑為R的圓周運(yùn)動.A、B為兩塊中心開有小孔的極板，原來電勢都為零.每當(dāng)粒子飛經(jīng)A板時(shí)，A板電勢升高為+U，B板電勢仍保持為零，粒子在兩極板間電場中得到加速，每當(dāng)粒子經(jīng)過B板時(shí)，A板電勢又降為零.粒子在電場一次次加速下動能不斷增大，而繞行半徑不變.

圖15-6-7

(1)設(shè)t=0時(shí)，粒子靜止在A板小孔處，在電場作用下加速，并繞行一圈，求粒子繞行n圈回到A板時(shí)獲得的總動能En;

(2)為使粒子始終保持在半徑為R的圓軌道上運(yùn)動，磁感應(yīng)強(qiáng)度必須周期性遞增，求粒子繞行第n圈時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bn;

(3)求粒子繞行n圈所需的總時(shí)間tn(設(shè)極板間距遠(yuǎn)小于R);

(4)在粒子繞行過程中，A板電勢是否始終保持為+U，為什么？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖15-6-4所示為回旋加速器的示意圖，已知D形盒的半徑為R，中心上半面出口處O放有質(zhì)量為m、帶電荷量為q的正離子源.若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，求：

圖15-6-4

（1）加在D形盒間的高頻電源的頻率；

（2）離子加速后的最大能量.

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖15-6-4所示為回旋加速器的示意圖，已知D形盒的半徑為R，中心上半面出口處O放有質(zhì)量為m、帶電荷量為q的正離子源.若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，求：

圖15-6-4

（1）加在D形盒間的高頻電源的頻率；

（2）離子加速后的最大能量.

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科目：高中物理 來源： 題型：

在如圖15-6-9所示的空間區(qū)域里，y軸左方有一勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)方向跟y軸負(fù)方向成30°角，大小為E= 4.0×105N/C，y軸右方有一垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，有一質(zhì)子以速度v0= 2.0×106m/S?由x軸上A點(diǎn)（OA=10cm）第一次沿軸正方向射入磁場，第二次沿x軸負(fù)方向射入磁場，回旋后都垂直射入電場，最后又進(jìn)入磁場，已知質(zhì)子質(zhì)量m為1.6×10 -27kg.求：

（1）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度；

（2）質(zhì)子兩次在磁場中運(yùn)動的時(shí)間之比；

（3）質(zhì)子兩次在電場中運(yùn)動的時(shí)間各為多少.

          

圖15-6-9　　　　          圖15-6-10

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