如圖所示，左側(cè)為兩間距d=10cm的平行金屬板，加上電壓；中間用虛線框表示的正三角形內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B1，三角形底點(diǎn)A與下金屬板平齊，AB邊的中點(diǎn)P恰好在上金屬板的右端點(diǎn)；三角形區(qū)域AC右側(cè)也存在垂直紙面向里，范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場B2．現(xiàn)從左端沿中心軸線方向以v0射入一個重力不計的帶電微粒，微粒質(zhì)量m=1.0×10-10kg，帶電荷量q=-1.0×10-4C；帶電粒子恰好從P點(diǎn)垂直AB邊以速度v=2×105m/s進(jìn)入磁場，則
（1）求帶電微粒的初速度v0；
（2）若帶電微粒第一次垂直穿過AC，則求磁感應(yīng)強(qiáng)度B1及第一次在B1中飛行時間；
（3）帶電微粒再次經(jīng)AC邊回到磁場B1后，求
B2
B1
的取值在什么范圍可以使帶電微粒只能從BC邊穿出？
（1）微粒在電場中做類平拋運(yùn)動，根據(jù)運(yùn)動的分解知：
v0=vcos30°=
3
×105m/s
（2）設(shè)帶電微粒由P點(diǎn)垂直AB射入磁場，又垂直AC穿出，所以作以A點(diǎn)為圓心的圓弧，設(shè)勻速圓周運(yùn)動半徑為R1，根據(jù)幾何關(guān)系有：
R1=
d
cos30°
=
20
3
3
cm
由qvB1=m
v2
R1
，
得：B1=
mv
qR1
=
3
T．
在磁場中飛行時間：t=
T
6
=
1
6
×
2πm
qB1
=
3
π
9
×10-6s
（3）再次經(jīng)AC邊回到磁場B1后不從AB邊穿出就一定從BC邊出磁場，所以當(dāng)軌跡剛好與AB邊相切時，設(shè)在B2中的半徑為R2．如圖所示，由幾何關(guān)系：
2R2=2R1-
R1
cos30°

R2=(1-
3
3
)R1
B2
B1
=
R1
R2
=
3+
3
2

所以只需要
B2
B1
≥
3+
3
2
即可
答：（1）帶電微粒的初速度為
3
×105m/s
（2）若帶電微粒第一次垂直穿過AC，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B1及第一次在B1中飛行時間為
3
π
9
×10-6s；
（3）帶電微粒再次經(jīng)AC邊回到磁場B1后，要
B2
B1
≥
3+
3
2
可以使帶電微粒只能從BC邊穿出
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：問答題

如圖所示，在直角坐標(biāo)系的第三象限有垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場和豎直向下的電場強(qiáng)度為E0的勻強(qiáng)電場，一系列電荷量為q、質(zhì)量不同的帶負(fù)電的粒子（不計重力），沿與x軸平行的水平線通過第三象限電磁場進(jìn)入y軸右側(cè)垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場左邊界與y軸重合，磁場右邊界與y軸平行且與x軸交于P點(diǎn)，已知OP=L，磁場上下足夠長．
（1）求這束帶電粒子速度的大小v；
（2）質(zhì)量滿足什么條件的帶電粒子能第2次從y軸通過？
（3）如果一種帶電粒子與磁場右邊界成60°角射出磁場，則帶電粒子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動時間是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，在直角坐標(biāo)系xoy的第一、四象限區(qū)域內(nèi)存在兩個有界的勻強(qiáng)磁場：垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場I、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場II，O、M、P、Q為磁場邊界和x軸的交點(diǎn)OM=MP=L．在第三象限存在沿y軸正向的勻強(qiáng)電場．一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子從電場中坐標(biāo)為（-2L，-L）的點(diǎn)以速度υ0沿+x方向射出，恰好經(jīng)過原點(diǎn)O處射入?yún)^(qū)域I又從M點(diǎn)射出區(qū)域I（粒子的重力忽略不計）．
（1）求第三象限勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的大�。�
（2）求區(qū)域I內(nèi)勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
（3）如帶電粒子能再次回到原點(diǎn)O，問區(qū)域II內(nèi)磁場的寬度至少為多少？粒子兩次經(jīng)過原點(diǎn)O的時間間隔為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

在電子顯像管內(nèi)部，由熾熱的燈絲發(fā)射出的電子在經(jīng)過一定的電壓加速后，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場區(qū)域，最后打到熒光屏上，當(dāng)所加的偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零時，電子應(yīng)沿直線運(yùn)動打在熒光屏的正中心位置．但由于地磁場對帶電粒子運(yùn)動的影響，會出現(xiàn)在未加偏轉(zhuǎn)磁場時電子束偏離直線運(yùn)動的現(xiàn)象，所以在精密測量儀器的顯像管中常需要在顯像管的外部采取磁屏蔽措施以消除地磁場對電子運(yùn)動的影響．
已知電子質(zhì)量為m、電荷量為e，從熾熱燈絲發(fā)射出的電子（可視為初速度為零）經(jīng)過電壓為U的電場加速后，沿水平方向由南向北運(yùn)動．若不采取磁屏蔽措施，且已知地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直向下分量的大小為B，地磁場對電子在加速過程中的影響可忽略不計．在未加偏轉(zhuǎn)磁場的情況下，
（1）試判斷電子束將偏向什么方向；
（2）求電子在地磁場中運(yùn)動的加速度的大小；
（3）若加速電場邊緣到熒光屏的距離為l，求在地磁場的作用下使到達(dá)熒光屏的電子在熒光屏上偏移的距離．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，在矩形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=5.0×10-2T，矩形區(qū)域長為
2
3
5
m，寬為0.2m，在AD邊中點(diǎn)O處有一放射源，某時刻，放射源沿紙面向磁場中各方向均勻地輻射出速率均為v=2×l06m/S的某種帶正電粒子，帶電粒子質(zhì)量m=1.6×10-27kg．電荷量為q=+3.2×l0-19C（不計粒子重力），求：
（1）帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑為多大？
（2）從BC邊界射出的粒子中，在磁場中運(yùn)動的最短時間為多少？
（3）若放射源向磁場內(nèi)共輻射出了N個粒子，求從CD邊界射出的粒子有多少個？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示是說明示波器工作原理的示意圖，已知兩平行板間的距離為d、板長為l．電子經(jīng)電壓為U1的電場加速后從兩平行板間的中央處垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，設(shè)電子質(zhì)量為m、電量為e．求：
（1）經(jīng)電場加速后電子速度v的大�。�
（2）要使電子離開偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)角度最大，兩平行板間的電壓U2應(yīng)是多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

在圖示區(qū)域中，x軸上方有一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里，x軸下方有一勻強(qiáng)電場．現(xiàn)有一質(zhì)子以速度v0由y軸上的A點(diǎn)沿y軸正方向射入磁場，質(zhì)子在磁場中運(yùn)動一段時間后從C點(diǎn)與x軸成45°角進(jìn)入勻強(qiáng)電場區(qū)域，經(jīng)時間t原路返回再次進(jìn)入磁場繼續(xù)運(yùn)動．己知質(zhì)子質(zhì)量為m，電最為q，不計重力，磁場區(qū)域和電場區(qū)域足夠大．求：
（1）C點(diǎn)的x坐標(biāo)；
（2）勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小和方向；
（3）質(zhì)子第四次穿過x軸時的x坐標(biāo)．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示為某種質(zhì)譜儀的工作原理示意圖．此質(zhì)譜儀由以下幾部分構(gòu)成：粒子源N；P、Q間的加速電場；靜電分析器，即中心線半徑為R的四分之一圓形通道，通道內(nèi)有均勻輻射電場，方向沿徑向指向圓心O，且與圓心O等距的各點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等；磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向外；膠片M．由粒子源發(fā)出的不同帶電粒子，經(jīng)加速電場加速后進(jìn)入靜電分析器，某些粒子能沿中心線通過靜電分析器并經(jīng)小孔S垂直磁場邊界進(jìn)入磁場，最終打到膠片上的某點(diǎn)．粒子從粒子源發(fā)出時的初速度不同，不計粒子所受重力．下列說法中正確的是（　�。�
A．從小孔S進(jìn)入磁場的粒子速度大小一定相等
B．從小孔S進(jìn)入磁場的粒子動能一定相等
C．打到膠片上同一點(diǎn)的粒子速度大小一定相等
D．打到膠片上位置距離O點(diǎn)越遠(yuǎn)的粒子，比荷越大

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）如圖所示，回旋加速器D形盒的半徑為R，用來加速質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子，使質(zhì)子由靜止加速到能量為Ek，由A孔射出，求：

（1）加速器中勻強(qiáng)磁場B的方向和大小；
（2）加速器中交變電場的周期；
（3）設(shè)兩D形盒間的加速電壓為U，質(zhì)子每次經(jīng)電場加速后能量增加，加速到上述能量所需時間（不計在電場中的加速時間）。

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同步練習(xí)冊答案