如圖所示，大量質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子，從靜止開始經(jīng)極板A、B間加速后，沿中心線方向陸續(xù)進(jìn)入平行極板C、D間的偏轉(zhuǎn)電場，飛出偏轉(zhuǎn)電場后進(jìn)入右側(cè)的有界勻強(qiáng)磁場，最后從磁場左邊界飛出．已知A、B間電壓為U0；極板C、D長為L，間距為d；磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里，磁場的左邊界與C、D右端相距L，且與中心線垂直．假設(shè)所有粒子都能飛出偏轉(zhuǎn)電場，并進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)磁場，不計粒子的重力及相互間的作用．則：
（1）求粒子在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動的時間t；
（2）求能使所有粒子均能進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū)域的偏轉(zhuǎn)電壓的最大值U；
（3）接第（2）問，當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為
U
2
時，求粒子進(jìn)出磁場位置之間的距離．
（1）粒子在AB間加速，有：
qU0=
1
2
m
v20
-0
又粒子在偏轉(zhuǎn)電場中，水平方向：L=v0t，所以：
t=L
m
2qU0

（2）當(dāng)粒子擦著偏轉(zhuǎn)極板邊緣飛出時，偏轉(zhuǎn)電壓最大，即為：
y=
d
2

又因有：a=
qU
md

且：y=
1
2
at2
代入第（1）問數(shù)據(jù)得：U=
2d2
L2
U0
（3）設(shè)粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時速度為v0，離開偏轉(zhuǎn)電場時速度為v，速度v的偏向角為θ，在磁場中軌道半徑為r，
粒子離開偏轉(zhuǎn)電場時，vcosθ=v0
在勻強(qiáng)磁場中：qvB=
mv2
r

粒子進(jìn)出磁場位置之間的距離：h=2rcosθ
解得：h=
2mv0
qB
=
2
2mqU0
qB

答：（1）粒子在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動的時間t為L
m
2qU0
；
（2）能使所有粒子均能進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū)域的偏轉(zhuǎn)電壓的最大值為
2d2
L2
U0；
（3）當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為
U
2
時，粒子進(jìn)出磁場位置之間的距離為
2
2mqU0
qB
．
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：填空題

如圖所示，離子源S產(chǎn)生質(zhì)量為m，電荷量為q的離子，離子產(chǎn)生出來的速度很小，要以看做速度為0，產(chǎn)生的離子經(jīng)過電壓U加速后，進(jìn)入磁感強(qiáng)度為B的一勻強(qiáng)磁場，沿著半圓周運(yùn)動到達(dá)P點(diǎn)，測得P點(diǎn)到入口處S1的距離為L，則N極板為______極板，此離子荷質(zhì)比
q
m
=______．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖中左邊有一對平行金屬板，兩板相距為d，電壓為U，兩板之間有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，方向與金屬板面平行并垂直于紙面朝里．圖中右邊有一半徑為R、圓心為O的圓形區(qū)域內(nèi)也存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面朝里．一正離子沿平行于金屬板面、從A點(diǎn)垂直于磁場的方向射入平行金屬板之間，沿同一方向射出平行金屬板之間的區(qū)域，并沿直徑CD方向射入磁場區(qū)域，最后從圓形區(qū)域邊界上的F點(diǎn)射出．已知速度的偏向角為θ=90°，不計重力．求：
（1）離子速度v的大�。弧�
（2）離子的比荷q/m．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一個不計重力的帶負(fù)電的粒子以速度v由坐標(biāo)原點(diǎn)射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，速度方向與x軸、y軸均成45°，已知該粒子電量為-q，質(zhì)量為m，則該粒子通過x軸和y軸時的坐標(biāo)分別是（　�。�
A．x=
2
mv
qB
，y=-
2
mv
qB
B．x=-
2
mv
qB
，y=
2
mv
qB
C．x=2
mv
qB
，y=0		D．x=0，y=2
mv
qB

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在邊界PQ上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一對正、負(fù)電子同時從邊界上的O點(diǎn)沿與PQ成θ角的方向以相同的速度v射入磁場中，則關(guān)于正、負(fù)電子，下列說法不正確的是（　　）
A．在磁場中的運(yùn)動時間相同
B．在磁場中運(yùn)動的軌道半徑相同
C．出邊界時兩者的速度相同
D．出邊界點(diǎn)到O點(diǎn)處的距離相等

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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)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v0沿x軸正向進(jìn)入電場，從y軸上Q點(diǎn)離開電場時速度方向與y軸負(fù)向夾角θ=30°，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B=
mv0
qd
，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)動到O點(diǎn)的總時間．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，寬度為d1的I區(qū)里有與水平方向成45°角的勻強(qiáng)電場E1，寬度為d2的II區(qū)里有相互正交的勻強(qiáng)磁場B和勻強(qiáng)電場E2．一帶電量為q，質(zhì)量為m的微粒自圖中I區(qū)左邊界線上的P點(diǎn)由靜止釋放后水平向右做直線運(yùn)動進(jìn)入II區(qū)的復(fù)合場再做勻速圓周運(yùn)動到右邊界上的Q點(diǎn)，其速度方向改變了60°，重力加速度為g．（d1、E1、E2未知）求：
（1）E1、E2的大小；
（2）有界電場E1的寬度d1．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，在xoy平面內(nèi)第二象限存在水平向左的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為E，第一象限和第四象限存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場．有一質(zhì)量為m，電荷量為e的電子，從x軸上的P點(diǎn)以某一初速度垂直于x軸進(jìn)入電場，而后經(jīng)過y軸上A點(diǎn)進(jìn)入右側(cè)磁場做圓周運(yùn)動，軌跡交于x軸上的C點(diǎn)，電子在C點(diǎn)的速度垂直于x軸指向y軸負(fù)方向，繼續(xù)運(yùn)動從y軸上的某點(diǎn)離開磁場．已知P點(diǎn)坐標(biāo)（-L，0），A點(diǎn)坐標(biāo)（0，2L），忽略電子所受重力．求：
（1）電子從P點(diǎn)進(jìn)入電場時的初速度大小；
（2）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
（3）電子從P點(diǎn)進(jìn)入電場到離開磁場所經(jīng)歷的時間．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

等腰直角三角形ABC區(qū)域內(nèi)（含邊界）有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，t=0時刻有一束質(zhì)量均為m、電荷量均為q的正離子由直角頂點(diǎn)B沿BC方向射入磁場，可認(rèn)為所有離子都是同時進(jìn)入磁場且各離子速度大小不等，不計離子的重力及離子間的相互作用，則（　�。�
A．同一時刻，磁場中的所有離子都在同一直線上
B．由AB邊界射出的離子在磁場中運(yùn)動的時間均為
πm
qB
C．在磁場中的運(yùn)動時間大于
πm
4qB
的離子將不會從AC邊射出
D．在磁場中的運(yùn)動時間大于
3πm
4qB
的離子將不會從AC邊射出

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