題目列表(包括答案和解析)
氫原子核的電荷量q1=+1.6×10-19C,核外電子的電荷量q2=–1.6×10-19C,電子與原子核的距離r=0.53×10-10m,已知靜電力常量k=9×109N·m2/C2,求原子核對電子的庫侖力F。
用磁場可以約束帶電離子的軌跡,如圖示,寬d=2cm的有界勻強磁場的橫向范圍足夠大,磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向里,B=1T,F(xiàn)有一束帶正電的粒子從O點以v=2×106 m / s的速度沿紙面垂直邊界進(jìn)入磁場。粒子的電荷量q=1.6×10-19C,質(zhì)量m=3.2×10-27kg。求:
(1) 粒子在磁場中運動的軌道半徑r和運動時間t是多大?
(2) 粒子保持原有速度,又不從磁場上邊界射出,則磁感應(yīng)強度最小為多大?
(8分) 如圖所示,兩平行金屬板A.B間為一勻強電場,A.B相距6cm,C.D為電場中的兩點,C點在A板上,且CD=4cm,CD連線和場強方向成60°角.已知電子從D點移到C點電場力做功為3.2×10-17J,電子電量為1.6×10-19C.求:
(1) 勻強電場的場強;
(2) A.B兩點間的電勢差;
(3) 若A板接地,D點電勢為多少?
如圖所示,真空室內(nèi)存在寬度為d=8cm的勻強磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強度B=0.332T,磁場方向垂直于紙面向里;ab、cd足夠長,cd為厚度不計的金箔,金箔右側(cè)有一勻強電場區(qū)域,電場強度E=3.32×105N/C;方向與金箔成37°角.緊挨邊界ab放一點狀α粒子放射源S,可沿紙面向各個方向均勻放射初速率相同的α粒子,已知:α粒子的質(zhì)量
m=6.64×10-27kg,電荷量q =+3.2×10-19C,初速度
v = 3.2×106m/s。不計粒子重力(sin37°= 0.6,
cos37°= 0.8)求:
(1)α粒子在磁場中作圓周運動的軌道半徑R;
(2)金箔cd被α粒子射中區(qū)域的長度L;
(3)設(shè)打在金箔上d端離cd中心最遠(yuǎn)的α粒子,速度方向不變穿出金箔進(jìn)入電場。在電場中運動通過N點,SN⊥ab且SN = 40cm,則此α粒子從金箔上穿出時的速度大小為多少?
如圖所示,直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi),在‑m≤x≤0的區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強
度大小B = 4.0×10-4T、方向垂直于紙面向里的條形勻強磁場,其左邊界與x軸交于P點;在x>0的區(qū)域內(nèi)有電場強度大小E = 4N/C、方向沿y軸正方向的條形勻強電場,其寬度d = 2m。一質(zhì)量m = 6.4×10-27kg、電荷量q =‑3.2×10‑19C的帶電粒子從P點以速度v =4×104m/s,沿與x軸正方向成α=60°角射入磁場,經(jīng)磁場、電場偏轉(zhuǎn)后,最終通過x軸上的Q點(圖中未標(biāo)出),不計粒子重力。求:
(1)帶電粒子在磁場中運動時間;
(2)當(dāng)電場左邊界與y軸重合時Q點的橫坐標(biāo);
(3)若只改變上述電場強度的大小,要求帶電粒子仍能通過Q點,討論此電場左邊界的橫坐標(biāo)x′與電場強度的大小E′的函數(shù)關(guān)系。
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