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        1. 在直角坐標(biāo)系xOy中,第一象限內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向的有界電場,其中的兩條邊界分別與Ox、Oy重合,電場強(qiáng)度大小為E.在第二象限內(nèi)有垂直紙面向外的有界磁場(圖中未畫出),磁場邊界為矩形,其中的一個邊界與y軸重合,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.一質(zhì)量為m,電量為q的正離子,從電場中P點(diǎn)以某初速度沿-x方向開始運(yùn)動,經(jīng)過坐標(biāo)(0,L)的Q點(diǎn)時,速度大小為υQ=
          BqL
          3m
          ,方向與-y方向成30°,經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后能夠返回電場,離子重力不計(jì).求:
          (1)正離子在P點(diǎn)的初速度;
          (2)矩形磁場的最小寬度;
          (3)離子在返回電場前運(yùn)動的最長時間.
          (1)離子在從P到Q在電場力作用下做類平拋運(yùn)動:
          由于:υQ=
          BqL
          3m

          所以:υ0=υX=υQsin30°=
          BqL
          6m

          (2)離子離開磁場后,可能直接進(jìn)入磁場偏轉(zhuǎn)后返回電場,也可能先直線運(yùn)動一段距離后再進(jìn)入磁場偏轉(zhuǎn)后返回電場.
          由于:qBυQ=m
          υQ2
          m

          所以:R=
          L
          3

          離子離開電場后直接進(jìn)入磁場偏轉(zhuǎn)圓心角60°
          最小寬度:
          L
          3
          -
          L
          3
          cos30°=
          L
          6
          (2-
          3
          )

          (3)離子離開電場后,先直線運(yùn)動,再進(jìn)入磁場,最后通過O點(diǎn)返回電場在電場.
          隨著磁場區(qū)域下移,離子在磁場偏轉(zhuǎn)的圓心角增大,運(yùn)動時間變長.
          在磁場中偏轉(zhuǎn)最長時間t:t=
          1
          3
          T=
          1
          3
          2πm
          Bq
          =
          2πm
          3Bq

          答:(1)正離子在P點(diǎn)的初速度為
          BqL
          3m

          (2)矩形磁場的最小寬度為
          L
          6
          (2-
          3
          );
          (3)離子在返回電場前運(yùn)動的最長時間
          2πm
          3qB
          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

          如圖所示的OX和MN是勻強(qiáng)磁場中兩條平行的邊界線,速率不同的同種帶電粒子從O點(diǎn)沿OX方向同時射向磁場,其中穿過a點(diǎn)的粒子速度v1方向與MN垂直,穿過b點(diǎn)的粒子速度v2方向與MN成60°角,設(shè)兩粒子從O點(diǎn)到MN所需時間分別為t1和t2,則t1:t2為( 。
          A.3:2B.4:3C.1:1D.1:3

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

          如圖所示,坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi),在該區(qū)域內(nèi)有場強(qiáng)E=12N/C、方向沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T、沿水平方向且垂直于xOy平面指向紙里的勻強(qiáng)磁場.一個質(zhì)量m=4×10-5kg,電量q=2.5×10-5C帶正電的微粒,在xOy平面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動,運(yùn)動到原點(diǎn)O時,撤去磁場,經(jīng)一段時間后,帶電微粒運(yùn)動到了x軸上的P點(diǎn).取g=10m/s2,求:
          (1)微粒運(yùn)動到原點(diǎn)O時速度的大小和方向;
          (2)P點(diǎn)到原點(diǎn)O的距離.

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

          如圖,一束電荷量為e的電子以垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B并垂直于磁場邊界的速度v射入寬度為d的勻強(qiáng)磁場中,穿出磁場時速度方向θ=60°,求:
          (1)穿越磁場的軌道半徑;
          (2)電子的質(zhì)量;
          (3)穿越磁場的時間;
          (4)欲使電子從右邊界射出,其速度v必須滿足什么條件?

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

          如圖所示,直角坐標(biāo)系的Y軸左方為垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.垂直x軸豎直放置一個足夠大接收屏PO,它離原點(diǎn)距離為Og=L/2;直角坐標(biāo)系的第一象限和第四象限的abc0,Ocdf均是邊長為L的正方形,其內(nèi)以a、f為圓心各有一垂直紙面方向的半徑為乙的1/4圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B.bd為一線狀發(fā)射裝置,射出一束質(zhì)量為m、電荷量為s的電子,以相同的初速度沿紙面垂直于bd邊射入兩個正方形區(qū)域,電子從bd邊上的任意點(diǎn)入射,都只能從原點(diǎn)O射出,進(jìn)入Y軸左方磁場.不考慮電子之間的相互作用,不計(jì)重力.求:
          (I)第一象限和第四象限中勻強(qiáng)磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和電子初速度v0的大;
          (2)電子打到接收屏PQ上的范圍;
          (3)打在接收屏上的電子在磁場中運(yùn)動的最長時間t.

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

          如圖所示,半徑為r=0.10m的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域邊界跟x軸相切于坐標(biāo)原點(diǎn)O,磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖示規(guī)律變化,方向垂直直紙面向里,在t=0時刻由O處沿y軸正方向射入速度為v=1.0×103m/s的帶負(fù)電粒子,已知粒子質(zhì)量m=9.0×10-12kg,電量q=9.0×10-6C,不計(jì)粒子重力,求粒子在磁場中的運(yùn)動時間和離開磁場時的位置坐標(biāo).

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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(
          11
          H)和α粒子(
          42
          He)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EkH和E及周期TH和Tα的大小,有( 。
          A.EkH≠E,TH≠TαB.EkH=E,TH=Tα
          C.EkH≠E,TH=TαD.EkH=E,TH≠Tα

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

          從陰極射線管發(fā)射出一束電子,在磁場的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn).下列各圖對磁場與電子偏轉(zhuǎn)情況所作的描述正確的是( 。
          A.B.C.D.

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

          電視機(jī)的顯象管中,電子束的偏轉(zhuǎn)是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的.在電子槍中產(chǎn)生的電子經(jīng)過加速電場加速后射出,從P點(diǎn)進(jìn)入并通過圓形區(qū)域后,打到熒光屏上,如圖所示.如果圓形區(qū)域中不加磁場,電子一直打到熒光屏上的中心O點(diǎn)的動能為E;在圓形區(qū)域內(nèi)加垂直于圓面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場后,電子將打到熒光屏的上端N點(diǎn).已知ON=h,PO=L.電子的電荷量為e,質(zhì)量為m.求:
          (1)電子打到熒光屏上的N點(diǎn)時的動能是多少?說明理由.
          (2)電子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑R是多少?
          (3)試推導(dǎo)圓形區(qū)域的半徑r與R及h、L的關(guān)系式.(已知tan2θ=
          2tanθ
          1-2tan2θ

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