湯姆孫測定電子比荷的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。從陰極K發(fā)出的電子束經(jīng)加速后，以相同速度沿水平中軸線射入極板D1、D2區(qū)域，射出后打在光屏上形成光點(diǎn)。在極板D1、D2區(qū)域內(nèi)，若不加電場和磁場，電子將打在P1點(diǎn)；若只加偏轉(zhuǎn)電壓U，電子將打在P2點(diǎn)；若同時(shí)加上偏轉(zhuǎn)電壓U和一個(gè)方向垂直于紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場（圖中未畫出），電子又將打在P1點(diǎn)。已知極板長度為L，極板間距為d。忽略電子的重力及電子間的相互作用。
 
（1）求電子射人極板D1、D2區(qū)域時(shí)的速度大��；
（2）打在P2點(diǎn)的電子，相當(dāng)于從D1、D2中軸線的中點(diǎn)O’射出，如圖乙中的O’ P2所示，已知試推導(dǎo)出電子比荷的表達(dá)式；
（3）若兩極板間只加題中所述的勻強(qiáng)磁場，電子在極板間的軌跡為一段圓弧，射出后打在P3點(diǎn)。測得圓弧半徑為2L、P3與P1間距也為2L，求圖乙中P1與P2點(diǎn)的間距a。
（1）（2）（3）

試題分析：（1）電子在極板間電場力與洛倫茲力的作用下沿中心軸線運(yùn)動，即受力平衡，設(shè)電子的進(jìn)入極板間時(shí)的速度為v。由平衡條件有  
兩極板間電場強(qiáng)度  ，解得
（2）由幾何關(guān)系得出電子射出電場時(shí)豎直方向的側(cè)移量：，，，，，聯(lián)立可得
（3）如圖所示，極板間僅存勻強(qiáng)磁場時(shí)，電子做勻速圓周運(yùn)動，射出磁場后做勻速直線運(yùn)動，則已知，根據(jù)幾何關(guān)系得：，
射出磁場后在水平方向上的距離
解得
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(zhì)量或分析同位素的重要設(shè)備，它的構(gòu)造原理如圖示．離子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束（速度可視為零），經(jīng)MN間的加速電壓U加速后從小孔S1垂直于磁感線進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，運(yùn)轉(zhuǎn)半周后到達(dá)照相底片上的P點(diǎn)．設(shè)P到S1的距離為x，則
A．若離子束是同位素，則x越大對應(yīng)的離子質(zhì)量越小
B．若離子束是同位素，則x越大對應(yīng)的離子質(zhì)量越大
C．只要x相同，對應(yīng)的離子質(zhì)量一定相同
D．x相同，對應(yīng)的離子的比荷可能不相等

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

回旋加速器的D形盒半徑為R＝60cm，兩盒間距1cm，用它加速質(zhì)子時(shí)可使每個(gè)質(zhì)子獲得4MeV的能量，加速電壓為．求：
　�。�1）該加速器中偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；
　�。�2）質(zhì)子在D型盒中運(yùn)動的時(shí)間t；
（3）整個(gè)加速過程中，質(zhì)子在電場中運(yùn)動的總時(shí)間．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖，在x軸上方存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外；在x軸下方存在勻強(qiáng)電場，電場方向與xOy平面平行，且與x軸成夾角。一質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的粒子以初速度v0從y軸上的P點(diǎn)沿y軸正方向射出，一段時(shí)間后進(jìn)入電場，進(jìn)入電場時(shí)的速度方向與電場方向相反；又經(jīng)過一段時(shí)間T0，磁場的方向變?yōu)榇怪庇诩埫嫦蚶铮笮〔蛔�。不�?jì)重力。

（1）求粒子從P點(diǎn)出發(fā)至第一次到達(dá)x軸時(shí)所需時(shí)間；
（2）若要使粒子能夠回到P點(diǎn)，求電場強(qiáng)度的最大值。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（20分）如圖，在直角坐標(biāo)系xOy平面內(nèi)，虛線MN平行于y軸，N點(diǎn)坐標(biāo)（－l，0），MN與y軸之間有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，在第四象限的某區(qū)域有方向垂直于坐標(biāo)平面的圓形有界勻強(qiáng)磁場（圖中未畫出）�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子，從虛線MN上的P點(diǎn)，以平行于x軸正方向的初速度v0射人電場，并從y軸上A點(diǎn)（0，0.5l）射出電場，射出時(shí)速度方向與y軸負(fù)方向成30°角，此后，電子做勻速直線運(yùn)動，進(jìn)人磁場并從圓形有界磁場邊界上Q點(diǎn)（l/6，－l）射出，速度沿x軸負(fù)方向。不計(jì)電子重力。求：

（1）勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E的大��？
（2）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小？電子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間t是多少？
（3）圓形有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域的最小面積S是多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的坐標(biāo)系，在其第三象限空間有沿水平方向的、垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0．5T，還有沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E=2N/C。在其第一象限空間有沿y軸負(fù)方向的、場強(qiáng)大小也為E的勻強(qiáng)電場，并在的區(qū)域有磁感應(yīng)強(qiáng)度也為B的垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場。一個(gè)帶電荷量為q的油滴從圖中第三象限的P點(diǎn)得到一初速度，恰好能沿PO作勻速直線運(yùn)動（PO與x軸負(fù)方向的夾角為=45°），并從原點(diǎn)O進(jìn)入第一象限。已知重力加速度g=10m/s2，問：

（1）油滴在第三象限運(yùn)動時(shí)受到的重力、電場力、洛倫茲力三力的大小之比，并指出油滴帶何種電荷；
（2）油滴在P點(diǎn)得到的初速度大小：
（3）油滴在第一象限運(yùn)動的時(shí)間。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

在xOy平面內(nèi)，直線OP與y軸的夾角α=45°。第一、第二象限內(nèi)存在方向分別為豎直向下和水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小均為E=1.0×105 N/C；在x軸下方有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T，如圖所示�，F(xiàn)有一帶正電的粒子從直線OP上某點(diǎn)A(-L, L)處靜止釋放。設(shè)粒子的比荷=4.0×107 C/kg，粒子重力不計(jì)。求：

（1）若L="2" cm，粒子進(jìn)入磁場時(shí)與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)及粒子速度的大小和方向；
（2）如果在直線OP上各點(diǎn)釋放許多個(gè)上述帶電粒子(粒子間的相互作用力不計(jì))，試證明各帶電粒子進(jìn)入磁場后做圓周運(yùn)動的圓心點(diǎn)的集合為一拋物線。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（19分）在豎直平面內(nèi)存在如圖所示的絕緣軌道，一質(zhì)量為m=0.4kg、帶電量為q=+0.4C的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）在外力作用下壓縮至離B點(diǎn)0.05m，此時(shí)彈性勢能=17.25J，彈簧一端固定在底端，與小滑塊不相連，彈簧原長為2.05m，軌道與滑塊間的動摩擦因數(shù)．某時(shí)刻撤去外力，經(jīng)過一段時(shí)間彈簧恢復(fù)至原長，再經(jīng)過1.8s，同時(shí)施加電場和磁場，電場平行于紙面，且垂直x軸向上，場強(qiáng)E=10N/C；磁場方向垂直于紙面，且僅存在于第二、三象限內(nèi)，最終滑塊到達(dá)N（6m，0）點(diǎn)，方向與水平方向成30º斜向下．（答案可用π表示，）
（1）求彈簧完全恢復(fù)瞬間，小滑塊的速度；
（2）求彈簧原長恢復(fù)后1.8s時(shí)小滑塊所在的位置；
（3）求小滑塊在磁場中的運(yùn)動的時(shí)間．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

質(zhì)量為m的帶電液滴，在電場強(qiáng)度為E，方向豎直向上的勻強(qiáng)電場中處于靜止?fàn)顟B(tài)，試求：（1）該液滴的帶電性質(zhì)和所帶的電荷量；
（2）當(dāng)場強(qiáng)方向保持不變，而大小突然減為原來的一半時(shí)，求液滴的加速度。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案