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        1. 如圖所示,真空室內(nèi)豎直條形區(qū)域I存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,條形區(qū)域Ⅱ(含Ⅰ、Ⅱ區(qū)域分界面)存在水平向右的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度為E,磁場和電場寬度均為L且足夠長,M、N為涂有熒光物質(zhì)的豎直板.現(xiàn)有一束帶正電的粒子從A處連續(xù)不斷地射入磁場,入射方向與M板成60°夾角且與紙面平行,粒子束由兩部分組成,一部分為速度大小為v的低速粒子,另一部分為速度大小為3v的高速粒子,當(dāng)I區(qū)中磁場較強(qiáng)時(shí),M板出現(xiàn)兩個(gè)亮斑,緩慢減弱磁場的強(qiáng)度,直至M板亮斑剛剛相繼消失為止,此時(shí)觀察到N板有兩個(gè)亮斑.已知粒子質(zhì)量為m,電量為+q,不計(jì)粒子重力和相互作用力,求:
          (1)M板上的亮斑剛剛相繼消失時(shí),I區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大;
          (2)到達(dá)N板下方亮斑的粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間;
          (3)N板兩個(gè)亮斑之間的距離.
          (1)此時(shí)低速粒子速度恰好與兩場交界相切且與電場方向垂直,在磁場中運(yùn)動半徑為R1
          由牛頓第二定律得:qvB=m
          v2
          R1
          ,①
          由幾何知識可得:R1+R1cos60°=L②
          由①②解得:B=
          3mv
          2qL

          (2)低速質(zhì)子在磁場中運(yùn)動時(shí)間t=
          R1
          3v

          因t=
          1
          3
          T
          則由②④得t=
          4πL
          9v

          (3)高速質(zhì)子軌道半徑R2=3R1
          由幾何關(guān)系知此時(shí)沿電場線方向進(jìn)入電場,到達(dá)N板時(shí)與A點(diǎn)豎直高度差
          h1=R2(1-sin60°)⑦
          低速質(zhì)子在磁場中偏轉(zhuǎn)距離
          h2=R1sin60°⑧
          在電場中偏轉(zhuǎn)距離
          h3=vt′⑨
          在電場中時(shí)間t′,L=
          1
          2
          at′2
          eE=ma(11)
          由②⑥⑦⑧⑨⑩(11)得
          亮斑PQ間距h=h1+h2+h3=(2-
          2
          3
          3
          )L+v
          2mL
          qE
          (12)
          答:(1)此時(shí)I區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度
          3mv
          2qE
          ;
          (2)到達(dá)N板下方亮斑的質(zhì)子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間
          4πL
          9v
          ;
          (3)N板兩個(gè)亮斑之間的距離(2-
          2
          3
          3
          )L+v
          2mL
          qE
          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:問答題

          如圖所示,帶負(fù)電的小球靜止在水平放置的平行板電容  器兩板間,距下板0.8 cm,兩板間的電勢差為300 V.如果兩板間電勢差減小到60 V,則帶電小球運(yùn)動到極板上需多長時(shí)間?

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

          在平面直角坐標(biāo)系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為E.第Ⅲ、第Ⅳ象限-d≤y≤0內(nèi)存在垂直于坐標(biāo)平面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場.一質(zhì)量為m、電荷量為-q的帶負(fù)電的粒子從y軸上的M點(diǎn)以速度υ0垂直于y軸射入電場,經(jīng)x軸上的N點(diǎn)與x軸正方向成θ=60°角射入磁場,恰好不會從磁場的下邊界射出磁場,如圖所示.不計(jì)粒子的重力,求
          (1)M、N兩點(diǎn)間的電勢差U;
          (2)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B;
          (3)粒子從M點(diǎn)運(yùn)動到第一次離開磁場的總時(shí)間t.

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

          一圓柱形磁鐵豎直放置,如圖所示,在它的下方有一帶正電小球置于光滑絕緣水平面上,小球在水平面上做勻速圓周運(yùn)動,下列說法正確的是( 。
          A.小球所受的合力可能不指向圓心
          B.小球所受的洛侖茲力指向圓心
          C.俯視觀察,小球的運(yùn)動方向一定是順時(shí)針
          D.俯視觀察,小球的運(yùn)動方向一定是逆時(shí)針

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

          如圖中左邊有一對平行金屬板,兩板相距為d,電壓為U,兩板之間有勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,方向與金屬板面平行并垂直于紙面朝里.圖中右邊有一半徑為R、圓心為O的圓形區(qū)域內(nèi)也存在勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面朝里.一正離子沿平行于金屬板面、從A點(diǎn)垂直于磁場的方向射入平行金屬板之間,沿同一方向射出平行金屬板之間的區(qū)域,并沿直徑CD方向射入磁場區(qū)域,最后從圓形區(qū)域邊界上的F點(diǎn)射出.已知速度的偏向角為θ=90°,不計(jì)重力.求:
          (1)離子速度v的大。弧
          (2)離子的比荷q/m.

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

          如圖所示,寬h=2cm的有界勻強(qiáng)磁場的縱向范圍足夠大,磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向內(nèi),現(xiàn)有一群正粒子從O點(diǎn)以相同的速率沿紙面不同方向進(jìn)入磁場,若粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑均為r=5cm,則( 。
          A.右邊界:-4cm<y<4cm有粒子射出
          B.右邊界:y>4cm和y<-4cm有粒子射出
          C.左邊界:y>8cm有粒子射出
          D.左邊界:0<y<8cm有粒子射出

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

          如圖所示,一個(gè)不計(jì)重力的帶負(fù)電的粒子以速度v由坐標(biāo)原點(diǎn)射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,速度方向與x軸、y軸均成45°,已知該粒子電量為-q,質(zhì)量為m,則該粒子通過x軸和y軸時(shí)的坐標(biāo)分別是(  )
          A.x=
          2
          mv
          qB
          ,y=-
          2
          mv
          qB
          B.x=-
          2
          mv
          qB
          ,y=
          2
          mv
          qB
          C.x=2
          mv
          qB
          ,y=0
          D.x=0,y=2
          mv
          qB

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

          如圖所示,在直角坐標(biāo)xOy平面y軸左側(cè)(含y軸)有一沿y軸負(fù)向的勻強(qiáng)電場,一質(zhì)量為m,電量為q的帶正電粒子從x軸上P處以速度v0沿x軸正向進(jìn)入電場,從y軸上Q點(diǎn)離開電場時(shí)速度方向與y軸負(fù)向夾角θ=30°,Q點(diǎn)坐標(biāo)為(0,-d),在y軸右側(cè)有一與坐標(biāo)平面垂直的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域(圖中未畫出),磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=
          mv0
          qd
          ,粒子能從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸負(fù)向再進(jìn)入電場.不計(jì)粒子重力,求:
          (1)電場強(qiáng)度大小E;
          (2)如果有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域?yàn)榘雸A形,求磁場區(qū)域的最小面積;
          (3)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動到O點(diǎn)的總時(shí)間.

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

          如圖所示,在x軸上方存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.在xOy平面內(nèi),從原點(diǎn)O處沿與x軸正方向成θ角(0<θ<π)以速率v發(fā)射一個(gè)帶正電的粒子(重力不計(jì)).則下列說法正確的是(  )
          A.若θ一定,v越大,則粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間越短
          B.若θ一定,v越大,則粒子在磁場中運(yùn)動的角速度越大
          C.若v一定,θ越大,則粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間越短
          D.若v一定,θ越大,則粒子在離開磁場的位置距O點(diǎn)越遠(yuǎn)

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          同步練習(xí)冊答案