如圖a所示,平行金屬板A、B間的電壓UAB=200V,B板有一小孔O,靠近B板有一固定的絕緣圓筒,其橫截面半徑R=m,在圓筒軸線上,筒壁有小孔H,HO共線且連線與圓筒軸線、B板均垂直,交A板于P點(diǎn).現(xiàn)有一比荷=100C/kg的帶正電粒子,從A板上的P點(diǎn)附近由靜止釋放,在電場力作用下沿O方向射入圓筒.從粒子進(jìn)入圓筒開始(計時零點(diǎn)),在圓筒內(nèi)加入方向與軸線平行的交變磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化如圖b(垂直紙面向里為磁場正方向),粒子在磁場力作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)并與筒壁碰撞.(粒子與筒壁碰撞前后動能和電量均不變,且不計重力,忽略碰撞所用時間及磁場變化產(chǎn)生的感應(yīng)影響.)問:

(1)粒子第一次到達(dá)O點(diǎn)時的速率為多大?
(2)如果圖b中的t1時刻就是粒子進(jìn)入圓筒后第一次碰撞到圓筒的時刻,t1的值是多少?   
(3)如果圖b中的t1和t1+t2時刻分別是粒子進(jìn)入圓筒后第一次和第二次碰撞到圓筒的時刻,要使粒子能做周期性的往返運(yùn)動,則金屬板A和B間的距離d至少為多大?
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

在以下幾幅圖中,洛倫茲力的方向判斷正確的是:

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

由于科學(xué)研究的需要,常常將質(zhì)子和α粒子等帶電粒子貯存在圓環(huán)狀空腔中,圓環(huán)狀空腔置于一個與圓環(huán)平面垂直的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.如果質(zhì)子和α粒子在空腔中做圓周運(yùn)動的軌跡相同(如圖中虛線所示),磁場也相同,比較質(zhì)子和α粒子在圓環(huán)狀空腔中運(yùn)動的動能EkHE及周期THTα的大小,有( )
A.EkHE,THTαB.EkHE,THTαC.EkHETHTαD.EkHE,THTα

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

電荷量為q1的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中沿垂直于磁場的方向由點(diǎn)開始做半徑為R1的勻速圓周運(yùn)動,在B點(diǎn)與另一電荷量為q2的靜止帶電粒子碰撞后合為一體做半徑為R2的勻速圓周運(yùn)動,如圖所示,已知R1="2" R2,不計粒子的重力,忽略兩粒子之間的靜電力的影響,則(    )
A.兩粒子帶異種電荷B.兩粒子帶同種電荷C.q1∶q2=2∶1D.q1∶q2=1∶2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

圖14所示為圓形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里,邊界跟y軸相切于坐標(biāo)原點(diǎn)O. O點(diǎn)處有一放射源,沿紙面向各方向射出速率均為的某種帶電粒子,帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑是圓形磁場區(qū)域半徑的兩倍.已知該帶電粒子的質(zhì)量為、電荷量為,不考慮帶電粒子的重力.
(1)推導(dǎo)帶電粒子在磁場空間做圓周運(yùn)動的軌道半徑;
(2)求帶電粒子通過磁場空間的最大偏轉(zhuǎn)角;
(3)沿磁場邊界放置絕緣彈性擋板,使粒子與擋板碰撞后以原速率彈回,且其電荷量保持不變.若從O點(diǎn)沿x軸正方向射入磁場的粒子速度已減小為,求該粒子第一次回到O點(diǎn)經(jīng)歷的時間.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,在xOy平面內(nèi),電荷量為q、質(zhì)量為m的電子,從原點(diǎn)O垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,電子的速度為v0,方向與x軸正方向成30°角,試求:
(1)電子從O點(diǎn)開始,第一次到達(dá)x軸所用的時間是多少?
(2)電子經(jīng)過x軸的位置距坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離是多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖(a)所示,在以O(shè)為圓心,內(nèi)外半徑分別為的圓環(huán)區(qū)域內(nèi),存在輻射狀電場和垂直紙面的勻強(qiáng)磁場,內(nèi)外圓間的電勢差U為常量,,一電荷量為+q,質(zhì)量為m的粒子從內(nèi)圓上的A點(diǎn)進(jìn)入該區(qū)域,不計重力。
(1)已知粒子從外圓上以速度射出,求粒子在A點(diǎn)的初速度的大小
(2)若撤去電場,如圖19(b),已知粒子從OA延長線與外圓的交點(diǎn)C以速度射出,方向與OA延長線成45°角,求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及粒子在磁場中運(yùn)動的時間
(3)在圖19(b)中,若粒子從A點(diǎn)進(jìn)入磁場,速度大小為,方向不確定,要使粒子一定能夠從外圓射出,磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)小于多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

質(zhì)量為m,帶電量為q的電子以速度v垂直于磁場的方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。則電子作圓周運(yùn)動的半徑為             ;周期為         ;

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