(16分)如圖所示裝置由加速電場、偏轉(zhuǎn)電場和偏轉(zhuǎn)磁場組成。偏轉(zhuǎn)電場處在加有電壓的相距為d的兩塊水平平行放置的導(dǎo)體板之間,勻強(qiáng)磁場水平寬度為l,豎直寬度足夠大,處在偏轉(zhuǎn)電場的右邊,如圖甲所示。大量電子(其重力不計(jì))由靜止開始,經(jīng)加速電場加速后,連續(xù)不斷地沿平行板的方向從兩板正中間射入偏轉(zhuǎn)電場。當(dāng)兩板沒有加電壓時(shí),這些電子通過兩板之間的時(shí)間為2t0,當(dāng)在兩板間加上如圖乙所示的周期為2t0、幅值恒為U0的電壓時(shí),所有電子均能通過電場,穿過磁場,最后打在豎直放置的熒光屏上(已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e)。求:

(1)如果電子在t=0時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場,求它離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的側(cè)向位移大。
(2)通過計(jì)算說明,所有通過偏轉(zhuǎn)電場的電子的偏向角(電子離開偏轉(zhuǎn)電場的速度方向與進(jìn)入電場速度方向的夾角)都相同。
(3)要使電子能垂直打在熒光屏上,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多少?
(1)  (2)見解析  (3)

試題分析:(1)在t=0時(shí)刻,電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場,Ox方向(水平向右為正)做勻速直線運(yùn)動(dòng),Oy方向(豎直向上為正)在0-t0時(shí)間內(nèi)受電場力作用做勻加速運(yùn)動(dòng),加速度        (2分)
在t0-2t0時(shí)間內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度       (1分)
側(cè)向位移       (2分)
解得:          (1分)
(2)設(shè)電子以初速度v0=vx進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場,在偏轉(zhuǎn)電場中受電場力作用而加速,不管電子是何時(shí)進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場,在它穿過電場的2t0時(shí)間內(nèi),其Oy方向的加速度是(電壓為U0時(shí))或者是0(電壓為0時(shí))
根據(jù),可得它在Oy方向上速度增加量都為     (2分)
因此所有電子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的Oy方向的分速度都相等為       (2分)
Ox方向的分速度都為v0=vx,所有電子離開偏轉(zhuǎn)電場的偏向角都相同        (1分)
(3)設(shè)電子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時(shí)的偏向角為θ,電子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場后做圓周運(yùn)動(dòng)垂直打在熒光屏上,如下圖所示,電子在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑R為:       (2分)
設(shè)電子從偏轉(zhuǎn)電場中出來時(shí)的速度為vt,則電子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時(shí)的偏向角為:     (1分)
電子進(jìn)入磁場后做圓周運(yùn)動(dòng),其半徑R為:      (1分)
聯(lián)立以上各式,解得:         (1分)
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:計(jì)算題

(15分)如圖(甲)所示,在xoy平面內(nèi)有足夠大的勻強(qiáng)電場,電場方向豎直向上,電場強(qiáng)度E=40N/C。在y軸左側(cè)平面內(nèi)有足夠大的瞬時(shí)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B1隨時(shí)間t變化規(guī)律如圖(乙)所示,15πs后磁場消失,選定磁場垂直向里為正方向。在y軸右側(cè)平面內(nèi)還有方向垂直紙面向外的恒定的勻強(qiáng)磁場,分布在一個(gè)半徑為r=0.3m的圓形區(qū)域(圖中未畫出),且圓的左側(cè)與y軸相切,磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=0.8T。t=0時(shí)刻,一質(zhì)量m=8×10-4kg、電荷量q=+2×10-4C的微粒從x軸上xP=-0.8m處的P點(diǎn)以速度v=0.12m/s向x軸正方向入射,重力加速度g取10m/s2。

(1)求微粒在第二像限運(yùn)動(dòng)過程中離y軸、x軸的最大距離;
(2)若微粒穿過y軸右側(cè)圓形磁場時(shí),速度方向的偏轉(zhuǎn)角度最大,求此圓形磁場的圓心坐標(biāo)(x、y);
(3)若微粒以最大偏轉(zhuǎn)角穿過磁場后, 擊中x軸上的M點(diǎn),求微粒從射入圓形磁場到擊中M點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t 。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(15分).如圖所示,在空間中取直角坐標(biāo)系,在第一象限內(nèi)從y軸到MN之間的區(qū)域充滿一個(gè)沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場,MN為電場的理想邊界,場強(qiáng)大小為E,ON="d" 。在第二象限內(nèi)充滿一個(gè)沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為E2。電子從y軸上的A點(diǎn)以初速度沿x軸負(fù)方向射入第二象限區(qū)域,它到達(dá)的最右端為圖中的B點(diǎn),之后返回第一象限,且從MN上的P點(diǎn)離開。已知A點(diǎn)坐標(biāo)為(0,h).電子的電量為e,質(zhì)量為m,電子的重力忽略不計(jì),求:

(1)電子從A點(diǎn)到B點(diǎn)所用的時(shí)間
(2)P點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)電子經(jīng)過x軸時(shí)離坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,A、B為兩塊足夠大的相距為d的平行金屬板,接在電壓為U的電源上。在A板的中央P點(diǎn)放置一個(gè)電子發(fā)射源?梢韵蚋鱾(gè)方向釋放電子,射出的初速度為v,電子打在B板上的區(qū)域面積為S,(不計(jì)電子的重力),試求電子的比荷

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,質(zhì)量為m,帶電荷量q的小球從P點(diǎn)靜止釋放,下落一段距離后進(jìn)入正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,電場方向水平向左,磁場方向垂直紙面向里,則小球在通過正交的電場和磁場區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況是(  )
A.一定做曲線運(yùn)動(dòng)
B.軌跡一定是拋物線
C.可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D.可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(14分)如圖所示,空間有相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場交界于虛線,電場強(qiáng)度為,虛線下方勻強(qiáng)磁場范圍足夠大,磁感應(yīng)強(qiáng)度為,現(xiàn)有質(zhì)量為、電量為的帶正電粒子從距電磁場邊界處無初速釋放(帶電粒子重力可忽略不計(jì)).求: 

(1)帶電粒子剛離開電場時(shí)速度大小;
(2)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑;
(3)帶電粒子第一次在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(20分)如圖所示,在直角坐標(biāo)xOy平面y軸左側(cè)(含y軸)有一沿y軸負(fù)向的勻強(qiáng)電場,一質(zhì)量為m,電量為q的帶正電粒子從x軸上P處以速度沿x軸正向進(jìn)入電場,從y軸上Q點(diǎn)離開電場時(shí)速度方向與y軸負(fù)向夾角,Q點(diǎn)坐標(biāo)為(0,-d),在y軸右側(cè)有一與坐標(biāo)平面垂直的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域(圖中未畫出),磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小,粒子能從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸負(fù)向再進(jìn)入電場.不計(jì)粒子重力,求:

(1)電場強(qiáng)度大小E;
(2)如果有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域?yàn)榘雸A形,求磁場區(qū)域的最小面積;
(3)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的總時(shí)間.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(18分)如圖所示,坐標(biāo)空間中有場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,Y軸為兩種場的分界面,圖中虛線為磁場區(qū)域的右邊界,現(xiàn)有一質(zhì)量為m,電荷量為-q的帶電粒子從電場中坐標(biāo)位置(-L,0)處,以初速度v0沿x軸正方向開始運(yùn)動(dòng),且已知 L=mv02/Eq(重力不計(jì)),試求:

使帶電粒子能穿越磁場區(qū)域而不再返回電場中,磁場的寬度d 應(yīng)滿足的條件.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,陰極射線管接通電源后,電子束由陰極沿x軸正方向射出,在熒光板上會(huì)看到一條亮線.要使熒光板上的亮線向z軸負(fù)方向偏轉(zhuǎn),可采用的方法是
A.加一沿y軸負(fù)方向的磁場B.加一沿z軸正方向的磁場
C.加一沿y軸正方向的電場D.加一沿z軸負(fù)方向的電場

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