（10分）如圖14所示，在NOQ范圍內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ，在MOQ范圍內(nèi)有垂直于紙面向外勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅱ，M、O、N在一條直線上，∠MOQ=60°，這兩個(gè)區(qū)域磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。離子源中的離子（帶電荷量為+q，質(zhì)量為m）通過(guò)小孔O1進(jìn)入極板間電壓為U的加速電場(chǎng)區(qū)域（可認(rèn)為初速度為零），離子經(jīng)電場(chǎng)加速后通過(guò)小孔O2射出，從接近O點(diǎn)處進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ，離子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度垂直于磁場(chǎng)邊界MN，也垂直于磁場(chǎng)，不計(jì)離子的重力。
（1）當(dāng)加速電場(chǎng)極板電壓U=U0，求離子進(jìn)入磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R；
（2）在OQ上有一點(diǎn)P，P點(diǎn)到O點(diǎn)距離為L(zhǎng)，當(dāng)加速電場(chǎng)極板電壓U取哪些值時(shí)，才能保證離子通過(guò)P點(diǎn)
（1）
（2）
（1）離子在電場(chǎng)中加速時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理      （2分）
離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力提供向心力        （2分）
解得                                           （1分）
（2）離子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡如右圖所示 （1分）

由幾何關(guān)系可知
要保證離子通過(guò)P點(diǎn)，則L="nR              " （2分）
解得到（1分） 其中="1,2,3…  " （1分）
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

一質(zhì)量為M =" 0.8" kg的中空的、粗細(xì)均勻的、足夠長(zhǎng)的絕緣細(xì)管，其內(nèi)表面粗糙、外表面光滑；有一質(zhì)量為m =" 0.2" kg、電荷量為q =" 0.1" C的帶正電小滑塊以水平向右的速度進(jìn)入管內(nèi)，如圖甲。細(xì)管置于光滑的水平地面上，細(xì)管的空間能讓滑塊順利地滑進(jìn)去，示意圖如圖乙。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中滑塊的電荷量保持不變�？臻g中存在垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為B =" 1.0" T。（取水平向右為正方向，g =" 10" m/s2）
(1)滑塊以v0 = 10 m/s的初速度進(jìn)入管內(nèi)，則系統(tǒng)最終產(chǎn)生的內(nèi)能為多少?
(2)滑塊最終的穩(wěn)定速度vt取決于滑塊進(jìn)入細(xì)管時(shí)的初速度v0，請(qǐng)以滑塊的初速度v0為橫坐標(biāo)、滑塊最終穩(wěn)定時(shí)的速度vt 為縱坐標(biāo)，在丙圖中畫(huà)出滑塊的vt—v0圖象（只需畫(huà)出v0的取值范圍在0至60 m/s的圖象）。
 

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（18分）如圖所示，以?xún)商摼�為邊界，中間存在平行紙面且與邊界垂直的水平電場(chǎng)，寬度為，兩側(cè)為相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向里。一質(zhì)量為、帶電量、重力不計(jì)的帶電粒子，以初速度垂直邊界射入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，后進(jìn)入電場(chǎng)做勻加速運(yùn)動(dòng)，然后第二次進(jìn)入磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，此后粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中交替運(yùn)動(dòng)。已知粒子第二次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑是第一次的二倍，第三次是第一次的三倍，以此類(lèi)推。求

（1）粒子第一次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)的過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功。
（2）粒子第次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。
（3）粒子第次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)所用的時(shí)間。
（4）假設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)為零。請(qǐng)畫(huà)出從粒子第一次射入磁場(chǎng)至第三次離開(kāi)電場(chǎng)的過(guò)程中，電場(chǎng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線（不要求寫(xiě)出推導(dǎo)過(guò)程，不要求標(biāo)明坐標(biāo)刻度值）。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

電子激光器是利用高速電子束射入方向交替變化的磁場(chǎng)，使電子在磁場(chǎng)中擺動(dòng)著前進(jìn)而產(chǎn)生激光的一種裝置。在磁場(chǎng)中建立與磁場(chǎng)方向垂直的平面坐標(biāo)系xoy，如圖甲所示。方向交替變化的磁場(chǎng)隨x坐標(biāo)變化的圖線如圖乙所示，每個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域的寬度均為L(zhǎng)= 0.30m，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B 0 = 3.75×10-4 T，規(guī)定磁場(chǎng)方向垂直紙面向里為正方向。現(xiàn)將初速度為零的電子經(jīng)電壓U = 4.5×103 V的電場(chǎng)加速后，從坐標(biāo)原點(diǎn)沿y軸正方向射入磁場(chǎng)。電子電荷量e為1.6×10-19C，電子質(zhì)量m取9.0×10-31Kg，不計(jì)電子的重力，不考慮電子因高速運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的影響。求：
（l）電子從坐標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的大小v
（2）請(qǐng)?jiān)诖痤}卡中圖甲的位置畫(huà)出x＝0至x＝4L區(qū)域內(nèi)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡，并計(jì)算電子通過(guò)圖中各磁場(chǎng)區(qū)域邊界時(shí)位置的縱坐標(biāo)，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出來(lái)
（3）從x＝0至x＝NL(N為整數(shù)）區(qū)域內(nèi)電子運(yùn)動(dòng)的平均速度的大小

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（19分）如圖所示，在xOy平面內(nèi)，離子源A產(chǎn)生的初速為零的同種帶正電離子，質(zhì)量m=1.0×10-20kg、帶電量q=1.0×10-10C。離子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后勻速通過(guò)準(zhǔn)直管并從C點(diǎn)垂直射入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，偏轉(zhuǎn)后通過(guò)極板MN上的小孔O離開(kāi)電場(chǎng)，且粒子在O點(diǎn)時(shí)的速度大小為v=2.0×106m/s，方向與x軸成30°角斜向上。在y軸右側(cè)有一個(gè)圓心位于x軸，半徑r＝0.01m的圓形磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.01T，有一垂直于x軸的面積足夠大的豎直熒光屏PQ置于坐標(biāo)x0＝0.04m處。已知NC之間的距離d＝0.02m，粒子重力不計(jì)。試求：
（1）偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)間電場(chǎng)強(qiáng)度的大��；
（2）粒子在圓形磁場(chǎng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)時(shí)間；
（3）若圓形磁場(chǎng)可沿x軸移動(dòng)，圓心O’在x軸上的移動(dòng)范圍為（0.01m，＋)，由于磁場(chǎng)位置的不同，導(dǎo)致粒子打在熒光屏上的位置也不同，求粒子打在熒光屏上點(diǎn)的縱坐標(biāo)的范圍。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

已知一質(zhì)量為m的帶電液滴，經(jīng)電壓U加速后，水平進(jìn)入互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，液滴在此空間豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示.則(    )
A．液滴在空間可能受4個(gè)力作用B．液滴一定帶負(fù)電
C．液滴的軌道半徑r=D．液滴在場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)總機(jī)械能不變

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩平行金屬板A、B長(zhǎng)l=8cm，兩板間距離d=8cm。一帶正電的粒子電荷量q=10-10C，質(zhì)量m=10-20Kg，從R點(diǎn)沿電場(chǎng)中心線垂直電場(chǎng)線飛入電場(chǎng)，初速度V0=2×106m/s。粒子飛出平行板電場(chǎng)并經(jīng)過(guò)無(wú)場(chǎng)區(qū)域后進(jìn)入界面為MN、PQ間勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，穿越MN時(shí)，向上偏離中心線RO的距離為12cm，從磁場(chǎng)的PQ邊界出來(lái)后剛好打在中心線上離PQ邊界4L/3的S點(diǎn)上。已知MN邊界與平行板的右端相距為L，兩界面MN、PQ相距為L，且L=12cm。粒子重力不計(jì)，求：
（1）粒子射出電場(chǎng)時(shí)，偏離中心線RO的距離及射出電場(chǎng)時(shí)的速度大小；
（2）兩板間的電勢(shì)差；
（3）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E，場(chǎng)區(qū)寬度為L(zhǎng)，緊挨著電場(chǎng)的是垂直紙面向外的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，其磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B和2B，三個(gè)場(chǎng)的豎直方向均足夠長(zhǎng)。一個(gè)質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子，其重力不計(jì)，從電場(chǎng)的邊界MN上的a點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)人磁場(chǎng)，穿過(guò)中間磁場(chǎng)所用的時(shí)間t0=，進(jìn)入右邊磁場(chǎng)后能按某一路徑再返回到電場(chǎng)的邊界MN上的某一點(diǎn)b，途中虛線為場(chǎng)區(qū)的分界面。求：
（1）中間場(chǎng)區(qū)的寬度d；
（2）粒子從a點(diǎn)到b點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t；
（3）當(dāng)粒子第n次返回電場(chǎng)的MN邊界時(shí)與出發(fā)點(diǎn)之間的距離Sn。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，兩塊水平放置的帶電平行金屬板間有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為q的油滴以初速度v0進(jìn)入電場(chǎng)，并在電場(chǎng)中沿直線運(yùn)動(dòng)了一段時(shí)間，空氣阻力不計(jì)，則(    )
A．該油滴帶正電
B．在這段時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)力所做的功等于油滴重力勢(shì)能的變化
C．在這段時(shí)間內(nèi)油滴的機(jī)械能保持不變
D．在這段時(shí)間內(nèi)油滴的動(dòng)能保持不變

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