如圖所示，粒子源S可以不斷地產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子(重力不計(jì))．粒子從O1孔漂進(jìn)(初速不計(jì))一個(gè)水平方向的加速電場(chǎng)，再經(jīng)小孔O2進(jìn)入相互正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1，方向如圖．虛線PQ、MN之間存在著水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2(圖中未畫(huà)出)．有一塊折成直角的硬質(zhì)塑料板abc(不帶電，寬度很窄，厚度不計(jì))放置在PQ、MN之間(截面圖如圖)，a、c兩點(diǎn)恰在分別位于PQ、MN上，ab=bc=L，α= 45°．現(xiàn)使粒子能沿圖中虛線O2O3進(jìn)入PQ、MN之間的區(qū)域．
(1) 求加速電壓U1．
(2)假設(shè)粒子與硬質(zhì)塑料板相碰后，速度大小不變，方向變化遵守光的反射定律．粒子在PQ、MN之間的區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和路程分別是多少？
解：（1）粒子源發(fā)出的粒子，進(jìn)入加速電場(chǎng)被加速，速度為v0，根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律得：                                          
要使粒子能沿圖中虛線O2O3進(jìn)入PQ、MN之間的區(qū)域，
則粒子所受到向上的洛倫茲力與向下的電場(chǎng)力大小相等，

得到                                     　　
將②式代入①式，得                      
（2）粒子從O3以速度v0進(jìn)入PQ、MN之間的區(qū)域，先做勻速直線運(yùn)動(dòng)，打到ab板上，以大小為v0的速度垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)．粒子將以半徑R在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)一周后打到ab板的下部．由于不計(jì)板的厚度，所以質(zhì)子從第一次打到ab板到第二次打到ab板后運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為粒子在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間，即一個(gè)周期T．
由和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，得                    
粒子在磁場(chǎng)中共碰到2塊板，做圓周運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間為           
粒子進(jìn)入磁場(chǎng)中，在v0方向的總位移s=2Lsin45°，時(shí)間為       
則t=t1+t2=      
略
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：多選題

如圖所示，水平正對(duì)放置的帶電平行金屬板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，一帶電小球從光滑絕緣軌道上的a點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過(guò)軌道端點(diǎn)P進(jìn)入板間后恰好沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)．現(xiàn)在使小球從稍低些的b點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過(guò)軌道端點(diǎn)P進(jìn)入兩板之間的場(chǎng)區(qū)．關(guān)于小球和小球現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)的情況以下判斷中正確的是（　�。�
A．小球可能帶負(fù)電
B．小球在電、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程動(dòng)能增大
C．小球在電、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程電勢(shì)能增大
D．小球在電、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程機(jī)械能總量不變

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

光滑絕緣水平面上有一個(gè)帶電質(zhì)點(diǎn)正以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)．如果加一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，該質(zhì)點(diǎn)的速度與初始速度等大反向；如果不加電場(chǎng)，而加一豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間，該質(zhì)點(diǎn)的速度也與初始速度等大反向，求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的比值
E
B
．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一個(gè)面積為S的矩形線圈abcd靜止在傾角為θ的斜面上，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。要使通過(guò)線圈的磁通量Φ最大，則磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向可能為
A．豎直向上B．垂直斜面向上
C．平行斜面向上D．水平向左

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

通電螺線管附近放置四個(gè)小磁針，如圖所示。當(dāng)小磁針靜止時(shí)，圖中哪幾個(gè)小磁針的指向是可能的（涂黑的一端為N極）
A．a(chǎn)B．bC．cD．d

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示的直線電流磁場(chǎng)的磁感線,哪個(gè)圖是正確的     （  ）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

用同一回旋加速器分別對(duì)質(zhì)子和氘核進(jìn)行加速（質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量為e，氘核質(zhì)量為2m，電荷量為e），當(dāng)它們都從D形盒邊緣離開(kāi)加速器時(shí)，質(zhì)子與氘核獲得的動(dòng)能之比為
A．1:1B．2:1C．4:1D．1:2

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放置一矩形的載流導(dǎo)體，當(dāng)磁場(chǎng)方向與電流方向垂直時(shí)，導(dǎo)體在與磁場(chǎng)、電流都垂直的方向上出現(xiàn)了電勢(shì)差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。如圖4所示為一豎直放置的金屬導(dǎo)體，通有水平向右的電流，加水平向里的磁場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是（   ）
A．導(dǎo)體a側(cè)的電勢(shì)高于b側(cè)的電勢(shì)
B．導(dǎo)體a側(cè)的電勢(shì)低于b側(cè)的電勢(shì)
C．若磁場(chǎng)增強(qiáng)a、b間的電勢(shì)差不變
D．若磁場(chǎng)增強(qiáng)a、b間的電勢(shì)差會(huì)增大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖甲，在x＜0的空間中存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于xoy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.一質(zhì)量為q(q＞0)的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處，以初速度v0沿x軸正方向射人，粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡見(jiàn)圖甲，不計(jì)粒子的質(zhì)量。
（1）  求該粒子運(yùn)動(dòng)到y(tǒng)=h時(shí)的速度大小v;
（2）  現(xiàn)只改變?nèi)松淞Ｗ映跛俣鹊拇笮。l(fā)現(xiàn)初速度大小不同的粒子雖然運(yùn)動(dòng)軌跡
（y-x曲線）不同，但具有相同的空間周期性，如圖乙所示；同時(shí)，這些粒子在y軸方向上的運(yùn)動(dòng)（y-t關(guān)系）是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，且都有相同的周期。
Ⅰ 求粒子在一個(gè)周期內(nèi)，沿軸方向前進(jìn)的距離；
Ⅱ 當(dāng)入射粒子的初速度大小為v0時(shí)，其y-t圖像如圖丙所示，求該粒子在y軸方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅A,并寫(xiě)出y-t的函數(shù)表達(dá)式。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案