(12分)如圖所示, C、D為兩平行金屬板,C板帶正電,D板帶負(fù)電,C、D間加有電壓U=2.0×102V。虛線E為勻強(qiáng)磁場中的分界線,B1=B2=1.0×10-2 T,方向相反 。虛線F為過點(diǎn)O3的一條虛線,C、D、E、F相互平行,依次相距d="10m" ,F(xiàn)在金屬板中點(diǎn)O1由靜止釋放一質(zhì)量m=1.0×10-12kg、電荷量q=1.0×10-8C的粒子,粒子被電場加速后穿過小孔O2 ,再經(jīng)過磁場B1、B2偏轉(zhuǎn)后,通過點(diǎn)O3。不計(jì)粒子重力(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(1)求粒子從O1到O3點(diǎn)的運(yùn)動時(shí)間;
(2)若自粒子穿過O2開始,右方與虛線F相距 40m處有一與之平行的擋板G正向左以速度勻速移動,當(dāng)與粒子相遇時(shí)粒子運(yùn)動方向恰好與擋板平行,求的大小.
(1)0.01s (2)

試題分析:(1)從C板到D板勻加速過程根據(jù)動能定理 

進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動
由以上二式解得
由幾何關(guān)系, 
運(yùn)動軌跡如上圖
DE和EF之間的運(yùn)動軌跡均為,因此的運(yùn)動時(shí)間
的是勻加速直線運(yùn)動,平均速度時(shí)間
的運(yùn)動時(shí)間
(2)粒子運(yùn)動方向恰好與擋板平行時(shí)粒子運(yùn)動時(shí)間
板G的移動時(shí)間為
移動的距離為:     
移動的速度為: 
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A.若A端接電源正極,電子做加速直線運(yùn)動
B.若B端接電源正極,電子做加速直線運(yùn)動
C.無論A、B兩端極性如何,電子均做勻速直線運(yùn)動
D.無論A、B兩端極性如何,電子均做往復(fù)運(yùn)動

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(1)該粒子的比荷
(2)若偏轉(zhuǎn)磁場為半徑為的圓形區(qū)域,且與MN相切于G點(diǎn),如圖乙所示,其它條件不變,仍保證上述粒子從G點(diǎn)垂直于MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場,最終仍然到達(dá)MN上的H點(diǎn),則圓形區(qū)域中磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度與B之比為多少?

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一帶電粒子以一定速度垂直射入勻強(qiáng)磁場中,則不受磁場影響的物理量是
A.速度B.加速度C.速率D.動能

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(10分)磁譜儀是測量粒子能量(即動能)的重要儀器。磁譜儀的工作原理如圖所示,放射源S發(fā)出質(zhì)量為m、電量為q的粒子沿垂直磁場方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,被限束光欄Q限制在的小角度內(nèi),入射的粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后打到與束光欄平行的感光片P上,形成寬度為Δx的光帶。試求入射粒子的能量。(重力影響不計(jì))

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A.當(dāng)滑動觸頭向右移動時(shí),電子打在熒光屏的位置上升
B.當(dāng)滑動觸頭向右移動時(shí),電子通過磁場區(qū)域所用時(shí)間不變
C.若磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大,則電子打在熒光屏上的速度大小不變
D.若磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大,則電子打在熒光屏上的速度變大

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(1)圓形勻強(qiáng)磁場的最小面積.
(2)c點(diǎn)到b點(diǎn)的距離d.

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