（18分）如圖，靜止于A處的離子，經(jīng)加速電場加速后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析器，從P點垂直CN進(jìn)入矩形區(qū)域的有界勻強(qiáng)電場，電場方向水平向左。靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻射分布的電場，已知圓弧虛線的半徑為R，其所在處場強(qiáng)為E、方向如圖所示；離子質(zhì)量為m、電荷量為q；、，離子重力不計。

（1）求加速電場的電壓U；
（2）若離子恰好能打在Q點上，求矩形區(qū)域QNCD內(nèi)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E0的值；
（3）若撤去矩形區(qū)域QNCD內(nèi)的勻強(qiáng)電場，換為垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，要求離子能最終打在QN上，求磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍。
（1）（2）（3）

試題分析：（1）離子在加速電場中加速，根據(jù)動能定理：
離子輻射向電場中做勻速圓周運動，由牛頓定律： 解得：
（2）離子做類平拋運動：2d=vt，2d=
由牛頓第二定律得  qE0 = ma   則E0=
（3）離子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有 
則
離子能打在QF上，則既沒有從DQ邊出去也沒有從PF邊出去，則離子運動徑跡的邊界如圖中Ⅰ和Ⅱ。
由幾何關(guān)系可知，離子能打到QF上，必須滿足，則有
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：單選題

在圖中，單擺的擺線是絕緣的，長為l，擺球帶正電，單擺懸掛于O點，當(dāng)它擺過豎直線OC時，便進(jìn)入或離開一個勻強(qiáng)磁場，磁場的方向垂直于單擺的擺動平面，在擺角小于5°時，擺球沿著弧AB來回擺動.下列說法中正確的是（   ）
A．A點和B點處在同一個水平面上
B．在A點和B點，擺線的拉力大小是相同的
C．單擺的擺動周期T=2π
D．?dāng)[球向左或向右經(jīng)過D點時，擺球的拉力大小相同

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖是荷質(zhì)比相同的a、b兩粒子從O點垂直勻強(qiáng)磁場進(jìn)入正方形區(qū)域的運動軌跡，則（　�。�
A．a(chǎn)的質(zhì)量比b的質(zhì)量大
B．a(chǎn)帶正電荷、b帶負(fù)電荷
C．a(chǎn)在磁場中的運動速率比b的大
D．a(chǎn)在磁場中的運動時間比b的長

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

關(guān)于安培力和洛侖茲力，下列說法正確的是（　�。�
A．安培力是洛侖茲力的宏觀表現(xiàn)
B．安培力和洛侖茲力是性質(zhì)不同的兩種力
C．洛侖茲力是安培力的宏觀表現(xiàn)
D．安培力和洛侖茲力，兩者是同一個力的兩個名稱

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，abcd為一正方形邊界的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場邊界邊長為L，三個粒子以相同的速度從a點沿對角線方向射入，粒子1從b點射出，粒子2從c點射出，粒子3從cd邊垂直射出，不考慮粒子的重力和粒子間的相互作用．根據(jù)以上信息，可以確定
A．粒子1帶正電，粒子2不帶電，粒子3帶負(fù)電
B．粒子1和粒子3的比荷之比為2∶1
C．粒子1和粒子2在磁場中的運動時間之比為4∶1
D．粒子3的射出位置與d點相距

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)，有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于圓平面（未畫出）．一群比荷為的負(fù)離子以相同速率v0（較大），由P點在紙平面內(nèi)向不同方向射入磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)后，又飛出磁場，最終打在磁場區(qū)域右側(cè)的熒光屏（足夠大）上，則下列說法正確的是（不計重力）（　�。�
A．離子在磁場中運動時間一定相等
B．離子在磁場中的運動半徑一定相等
C．由Q點飛出的離子在磁場中運動的時間最長
D．沿PQ方向射入的離子飛出時偏轉(zhuǎn)角最大

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(22分)如圖所示，在兩塊水平金屬極板間加有電壓U構(gòu)成偏轉(zhuǎn)電場，一束比荷為帶正電的粒子流（重力不計），以速度vo =104m/s沿水平方向從金屬極板正中間射入兩板。粒子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后進(jìn)入一具有理想邊界的半圓形變化磁場區(qū)域，O為圓心，區(qū)域直徑AB長度為L=1m，AB與水平方向成45°角。區(qū)域內(nèi)有按如圖所示規(guī)律作周期性變化的磁場，已知B0="0." 5T，磁場方向以垂直于紙面向外為正。粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場后，恰好從下極板邊緣O點與水平方向成45°斜向下射入磁場。求：
（1）兩金屬極板間的電壓U是多大？
（2）若T0 =0.5s，求t=0s時刻射人磁場的帶電粒子在磁場中運動的時間t和離開磁場的位置。
（3）要使所有帶電粒子通過O點后的運動過程中不再從AB兩點間越過，求出磁場的變化周期T0應(yīng)滿足的條件。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在xOy坐標(biāo)系的第一象限中有一半徑為r＝0.1 m的圓形磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1 T，方向垂直紙面向里，該區(qū)域同時與x軸、y軸相切，切點分別為A、C.現(xiàn)有大量質(zhì)量為1×10－18 kg（重力不計），電量大小為2×10－10 C，速率均為2×107m/s的帶負(fù)電的粒子從A處垂直磁場進(jìn)入第一象限，速度方向與y軸夾角為θ，且0<θ<180°，則下列說法錯誤的是(   )

A．粒子的軌跡圓和磁場圓的半徑相等
B．這些粒子軌跡圓的圓心構(gòu)成的圓和磁場圓的半徑相等
C．部分粒子的運動軌跡可以穿越坐標(biāo)系進(jìn)入第2象限
D．粒子的軌跡可以覆蓋整個磁場圓

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，一個質(zhì)量為m、電荷量為q，不計重力的帶電粒子，從x軸上的P(a,0)點，以速度v沿與x軸正方向成60°角射入第一象限內(nèi)的勻強(qiáng)磁場中，并恰好垂直于y軸射出第一象限。

（1）判斷粒子的電性；
（2）求：勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和粒子通過第一象限的時間。

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