(9分)如圖所示,在x軸上方有一豎直向下的勻強電場區(qū)域,電場強度為E=500V/m。x軸下方分布有很多磁感應強度為B=1T的條形勻強磁場區(qū)域,其寬度均為d1=3cm,相鄰兩磁場區(qū)域的間距為d2=4cm,F(xiàn)將一質(zhì)量為m=5×10-13kg、電荷量為q=1×10-8C的帶正電的粒子(不計重力)從y軸上的某處靜止釋放,則:

(1)若粒子從坐標(0,h1)點由靜止釋放,要使它經(jīng)過x軸下方時,不會進入第二磁場區(qū),h1應滿足什么條件?
(2)若粒子從坐標(0,5cm)點由靜止釋放,求自釋放到第二次過x軸的時間(π取3.14)。

(1)1.8×10-2m;(2)3.75×10-4s。

解析試題分析:(1)粒子經(jīng)電場加速,經(jīng)過x軸時速度大小為v1,滿足:
之后進入下方磁場區(qū),依據(jù)題意可知運動半徑應滿足:R1<d1,又
由以上三式可得:
(2)當粒子從h2=5cm的位置無初速度釋放后,先在電場中加速度,
加速時間為t1滿足      解得     
解得
進入磁場的速度大小為v2,圓周運動半徑為R2,故
根據(jù)粒子在空間運動的軌跡可知,
它最低能進入第二個磁場區(qū)它在磁場區(qū)運動的總時間為半個周期
它經(jīng)過第一無磁場區(qū)運動方向與x軸正方向的夾角θ滿足:
所以它在無磁場區(qū)的路程
無磁場區(qū)運動時間
總時間
考點:帶電粒子在電場與磁場運動的有關計算。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

如圖所示,有一水平方向的勻強電場,場強大小為9000N/C,在電場內(nèi)一水平面上作半徑為10cm的圓,圓上取A、B兩點,AO沿E方向,BO⊥OA,另在圓心處放一電量為10-8C的正點電荷,則A處場強大小EA=______N/C,B處的場強大小EB=______N/C.

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a、b、c、d是勻強電場中的四個點,它們正好是一個矩形的四個頂點.電場線與矩形所在平面平行。已知a點的電勢為20 V,b點的電勢為24 V,d點的電勢為4 V,如圖,由此可知c點的電勢為_____V。

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示波器面板如圖所示,圖中左圖為一信號源.

(1)若要觀測此信號源發(fā)出的正弦交流信號的波形(正弦交流信號的電流i隨時間t做周期性變化的圖像如圖所示),應將信號源的a端與示波器面板上的________接線柱相連,b端與________接線柱相連.
(2)若示波器所顯示的輸入波形如圖右圖所示,要將波形上移,應調(diào)節(jié)面板上的________旋鈕;要使此波形橫向展寬,應調(diào)節(jié)________旋鈕;要使屏上能夠顯示3個完整的波形,應調(diào)節(jié)________旋鈕.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(12分)兩平行金屬板A、B水平放置,兩板間距cm,板長cm,一個質(zhì)量為kg的帶電微粒,以m/s的水平初速度從兩板間正中央射入,如圖所示,取m/s2

(1)當兩板間電壓V時,微粒恰好不發(fā)生偏轉(zhuǎn),求微粒的電量和電性。
(2)要使微粒不打到金屬板上,求兩板間的電壓的取值范圍?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(12分)一束電子流經(jīng)電壓U加速后,在距兩極板等距離處垂直進入水平平行板間的勻強電場,如右圖所示,若兩板間距離d,板長l,那么,要使電子能從平行板間飛出,兩個水平極板上最大能加多
大電壓?           

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(19分)如圖所示,在平面坐標系xoy內(nèi),第Ⅱ、Ⅲ象限內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強電場,第Ⅰ、Ⅳ象限內(nèi)存在半徑為L的圓形勻強磁場,磁場圓心在M(L,0)點,磁場方向垂直于坐標平面向外,一帶正電粒子從第Ⅲ象限中的Q(-2L,-L)點以速度v0沿x軸正方向射出,恰好從坐標原點O進入磁場,從P(2L,0)點射出磁場。不計粒子重力。求:

(1)電場強度與磁感應強度的大小之比;
(2)粒子在磁場與電場中運動的時間之比。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示的直角坐標系中,在直線x=-2l0到y(tǒng)軸區(qū)域內(nèi)存在著兩個大小相等、方向相反的有界勻強電場,其中x軸上方的電場方向沿y軸負方向,x軸下方的電場方向沿y軸正方向。在電場左邊界上A(-2l0,- l0)到C(-2l0,0)區(qū)域內(nèi),連續(xù)分布著電荷量為+q、質(zhì)量為m的粒子。從某時刻起由A點到C點間的粒子,依次連續(xù)以相同的速度v0沿x軸正方向射入電場。若從A點射入的粒子,恰好從y軸上的A′(0,l0)沿x軸正方向射出電場,其軌跡如圖虛線所示。不計粒子的重力及它們間的相互作用。求

(1)粒子從A點到A′的時間t;
(2) 勻強電場的電場強度E;
(3)在AC間還有哪些位置的粒子,通過電場后也能沿x軸正方向運動?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(6分)如圖所示,兩平行金屬板A、B長8cm,兩板間距離d=8cm,A板比B板電勢高300V,一帶正電的粒子電荷量q=10-10C,質(zhì)量m=10-20kg,不計粒子的重力作用,沿電場中心線RO垂直電場線飛入電場,初速度υ0=2×106m/s,粒子飛出平行板電場后經(jīng)過界面MN、PS間的無電場區(qū)域后,進入固定在O點的點電荷Q形成的電場區(qū)域,(設界面PS右邊點電荷的電場分布不受界面的影響),已知兩界面MN、PS相距為12cm,D是中心線RO與界面PS的交點,O點在中心線上,距離界面PS為9cm,粒子穿過界面PS最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏bc上.(靜電力常數(shù)k = 9.0×109N·m2/C2

(1)求粒子穿過界面MN時偏離中心線RO的距離多遠?到達PS界面時離D點多遠?
(2)在圖上粗略畫出粒子運動的軌跡.
(3)確定點電荷Q的電性并求其電荷量的大。

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