(16分)如圖所示,在xOy平面內(nèi),x軸的上方分布有沿x軸負(fù)方向的場強(qiáng)E=1.2×103N/C的勻強(qiáng)電場,x軸的下方分布有垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2 T的勻強(qiáng)磁場。在x軸上有一個(gè)足夠大的垂直于y軸的平板MN,平板上開有一個(gè)小孔P,P點(diǎn)距O點(diǎn)的距離Sx=3cm,P處連接有一段長度d=lcm內(nèi)徑不計(jì)的準(zhǔn)直管,管內(nèi)由于靜電屏蔽沒有電場。y軸負(fù)方向上距O點(diǎn)cm的粒子源S可以向平面內(nèi)各個(gè)方向發(fā)射a粒子,假設(shè)發(fā)射的a粒子速度大小均為2×105m/s,打到平板和準(zhǔn)直管管壁上的a粒子均被吸收。已知a粒子帶正電,比荷為×l07C/kg重力不計(jì),求

(1)a粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑和粒子從S到達(dá)P孔的時(shí)間;
(2)經(jīng)過準(zhǔn)直管進(jìn)入電場中運(yùn)動(dòng)的a粒子,到達(dá)y軸的位置與O點(diǎn)的距離。
(1)     (2)0.21m


試題分析:(1)a粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí),有洛倫茲力提供向心力有

解得
據(jù)幾何關(guān)系得,能夠進(jìn)入小孔P的a粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡有兩者可能
分別如圖中Ⅰ、Ⅱ所示,
在磁場中運(yùn)動(dòng)周期:
沿軌跡Ⅰ到達(dá)P的時(shí)間為:
沿軌跡Ⅱ到達(dá)P的時(shí)間為:
(2)沿軌跡Ⅰ進(jìn)入電場中的粒子,速度v1=v=2×105m/s
方向平行于y軸向上。
沿PO方向:,

沿軌跡Ⅱ到達(dá)P孔的粒子,將打到管壁上,不能通過準(zhǔn)直管,
所以a粒子到達(dá)y軸的位置距離O點(diǎn)的距離為
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,示波器的示波管可以視為加速電場與偏轉(zhuǎn)電場的組合,若已知加速電壓為,偏轉(zhuǎn)電壓為,偏轉(zhuǎn)極板長為L,板間距為d,且電子被加速前的初速度可忽略,則關(guān)于示波器的靈敏度(即偏轉(zhuǎn)電場中每單位偏轉(zhuǎn)電壓所引起的偏轉(zhuǎn)量h/ U2)與加速電場、偏轉(zhuǎn)電場的關(guān)系,下列說法中正確的是()
A.L越大,靈敏度越高
B.d越大,靈敏度越高
C.越大,靈敏度越小
D.靈敏度與無關(guān)

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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)子()和氦核()從靜止在加速電壓為U1的加速電場加速后垂直進(jìn)入電壓為U2的偏轉(zhuǎn)電場,射出后打到屏幕上,下列說法正確的是
A.質(zhì)子和氦核從加速電場射出后的速度相同
B.質(zhì)子在加速電場中獲得的動(dòng)能是e U1
C.氦核在偏轉(zhuǎn)電場中獲得的動(dòng)能為2e U2
D.質(zhì)子和氦核在不同時(shí)刻打到屏幕的同一點(diǎn)上

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如果在示波器偏轉(zhuǎn)電極XX'和YY'上都沒加電壓,電子束從金屬板小孔射出后將沿直線運(yùn)動(dòng),打在熒光屏上,在那里產(chǎn)生一個(gè)亮斑.如果在偏轉(zhuǎn)電極XX'上不加電壓,只在偏轉(zhuǎn)電極YY'上加電壓,電子在偏轉(zhuǎn)電極YY'的電場中發(fā)生偏轉(zhuǎn),離開偏轉(zhuǎn)電極YY'后沿直線前進(jìn),打在熒光屏上的亮斑在豎直方向發(fā)生位移y',如圖乙所示.

(1)設(shè)偏轉(zhuǎn)電極YY'上的電壓為U、板間距離為d,極板長為l1,偏轉(zhuǎn)電極YY'到熒光屏的距離為l2.電子所帶電量為e、質(zhì)量為 m,以v0的速度垂直電場強(qiáng)度方向射入勻強(qiáng)電場,如圖乙所示.試求y'=?
(2)設(shè)電子從陰極射出后,經(jīng)加速電場加速,加速電壓為U;從偏轉(zhuǎn)電場中射出時(shí)的偏移量為y.在技術(shù)上我們把偏轉(zhuǎn)電場內(nèi)單位電壓使電子產(chǎn)生的偏移量(即y/U)稱為示波管的靈敏度φ,試推導(dǎo)靈敏度的表達(dá)式,并提出提高靈敏度可以采用的方法.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

(4分)如圖所示,在水平放置的光滑金屬板中點(diǎn)的正上方有一帶正電的點(diǎn)電荷Q,一表面絕緣帶正電的金屬小球(可視為質(zhì)點(diǎn),且不影響原電場)以速度v0在金屬板上自左端向右端運(yùn)動(dòng),小球做_______運(yùn)動(dòng);受到的電場力做的功為_______.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖甲所示,水平直線MN下方有豎直向上的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)E=×10 4 N/C。現(xiàn)將一重力不計(jì)、比荷=106 C/kg的正電荷從電場中的O點(diǎn)由靜止釋放,經(jīng)過t0=1×10-5s后,通過MN上的P點(diǎn)進(jìn)入其上方的勻強(qiáng)磁場。磁場方向垂直于紙面向外,以電荷第一次通過MN時(shí)開始計(jì)時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律周期性變化。

(1)求電荷進(jìn)入磁場時(shí)的速度v0;
(2)求圖乙中t=2×10-5s時(shí)刻電荷與P點(diǎn)的距離;
(3)如果在P點(diǎn)右方d=105 cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板,求電荷從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動(dòng)到擋板所需的時(shí)間。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

在如圖所示的坐標(biāo)系中,的區(qū)域內(nèi)存在著沿軸正方向、場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場,的區(qū)域內(nèi)存在著垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。一帶電粒子從軸上的點(diǎn)以沿軸正方向的初速度射出,恰好能通過軸上的點(diǎn)。己知帶電粒子的質(zhì)量為,帶電量為。、均大于0。不計(jì)重力的影響。

(1)若粒子只在電場作用下直接到D點(diǎn),求粒子初速度大小
(2)若粒子在第二次經(jīng)過軸時(shí)到D點(diǎn),求粒子初速度大小
(3)若粒子在從電場進(jìn)入磁場時(shí)到D點(diǎn),求粒子初速度大小;

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

下列有關(guān)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的說法中 正確的是(不考慮重力)
A.沿著電場線方向飛入勻強(qiáng)電場,動(dòng)能、速度都變化
B.沿著磁感線方向飛 入勻強(qiáng)磁場,動(dòng)能、速 度都不變
C.垂直于磁感線方向飛入勻強(qiáng)磁場,動(dòng)能、速度都變化
D.垂直于磁感線方向飛入勻強(qiáng)磁場,速度不變,動(dòng)能改變

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

A、B是一條電場線上的兩點(diǎn),若在某點(diǎn)釋放一初速度為零的電子,電子僅受電場力作用,從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),其速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。則

A.電子在A、B兩點(diǎn)受的電場力FA<FB
B.A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度EA=EB
C.A、B兩點(diǎn)的電勢(shì) 
D.電子在A、B兩點(diǎn)具有的電勢(shì)能EpA<EpB

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