如圖甲所示，加速電場的加速電壓為U0 = 50 V，在它的右側(cè)有水平正對放置的平行金屬

板a、b構(gòu)成的偏轉(zhuǎn)電場，且此區(qū)間內(nèi)還存在著垂直紙面方向的勻強磁場B0．已知金屬板的

板長L = 0．1 m，板間距離d = 0．1 m，兩板間的電勢差uab隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示．緊

貼金屬板a、b的右側(cè)存在半圓形的有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度B = 0．01 T，方向垂直紙面

向里，磁場的直徑MN = 2R = 0．2 m即為其左邊界，并與中線OO′垂直，且與金屬板a的

右邊緣重合于M點．兩個比荷相同、均為q/m = 1×108 C/kg的帶正電的粒子甲、乙先后由靜

止開始經(jīng)過加速電場后，再沿兩金屬板間的中線OO′ 方向射入平行板a、b所在的區(qū)域．不

計粒子所受的重力和粒子間的相互作用力，忽略偏轉(zhuǎn)電場兩板間電場的邊緣效應(yīng)，在每個粒

子通過偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域的極短時間內(nèi)，偏轉(zhuǎn)電場可視作恒定不變．

（1）若粒子甲由t = 0．05 s時飛入，恰能沿中線OO′ 方向通過平行金屬板a、b正對的區(qū)域，試分析該區(qū)域的磁感應(yīng)強度B0的大小和方向；

（2）若撤去平行金屬板a、b正對區(qū)域的磁場，粒子乙恰能以最大動能飛入半圓形的磁場區(qū)域，試分析該粒子在該磁場中的運動時間．

 

 

 

 

【答案】

（1），方向垂直向里（2）

【解析】（1）加速場由電場力做功 （2分）

由圖像可知，在t=0.05s間，（1分）

帶電粒子在兩板間，（2分）

得磁感強度，方向垂直向里（3分）

（2）撤去平型金屬板正對磁場，帶電粒子將做類平拋運動，若獲得最大動能，設(shè)可從板下邊緣飛出有

，得到結(jié)論假設(shè)成立，，可知速度與水平方向夾角為45°（3分）

洛倫茲力提供向心力，有（2分）

（2分），由時間（2分）

本題考查帶電粒子在有界磁場和復(fù)合場中的運動，根據(jù)動能定理求出經(jīng)過加速電場后的速度，由兩極板間勻速列出受力平衡的公式，求出磁感強度大小及方向，進入磁場中根據(jù)題目所給條件畫出運動的軌跡圖，借助幾何關(guān)系求解

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2010?海淀區(qū)一模）示波管是示波器的核心部分，它主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分組成，如圖甲所示．電子槍具有釋放出電子并使電子聚集成束以及加速的作用；偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)；電子束打在熒光屏形成光跡．這三部分均封裝于真空玻璃殼中．已知電子的電荷量e=1.6×10-19 C，質(zhì)量m=0.91×10-30 kg，電子所受重力及電子之間的相互作用力均可忽略不計，不考慮相對論效應(yīng)．
（1）電子槍的三級加速可以簡化為如圖乙所示的加速電場，若從陰極逸出電子的初速度可忽略不計，要使電子被加速后的動能達到1.6×10-16J，求加速電壓U0為多大；
（2）電子被加速后進入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，若只考慮電子沿Y（豎直）方向的偏轉(zhuǎn)情況，偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)可以簡化為如圖丙所示的偏轉(zhuǎn)電場．偏轉(zhuǎn)電極的極板長l=4.0cm，兩板間距離d=1.0cm，極板右端與熒光屏的距離L=18cm，當(dāng)在偏轉(zhuǎn)電極U上加u=480sin100πt V的正弦交變電壓時，如果電子進入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的初速度v0=3.0×107 m/s，求電子打在熒光屏上產(chǎn)生亮線的最大長度；
（3）如圖甲所示，電子槍中燈絲用來加熱陰極，使陰極發(fā)射電子．控制柵極的電勢比陰極低，調(diào)節(jié)陰極與控制柵極之間的電壓，可控制通過柵極電子的數(shù)量．現(xiàn)要使電子打在熒光屏上電子的數(shù)量增加，應(yīng)如何調(diào)節(jié)陰極與控制柵極之間的電壓．
電子槍中A1、A2和A3三個陽極除了對電子加速外，還共同完成對電子束的聚焦作用，其中聚焦的電場可簡化為如圖丁所示的電場，圖中的虛線是該電場的等勢線．請說明聚焦電場如何實現(xiàn)對電子束的聚焦作用．

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科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年江西省四校高二下學(xué)期第三次月考（零班）物理試卷（帶解析） 題型：計算題

如圖甲所示，加速電場的加速電壓為U0 =" 50" V，在它的右側(cè)有水平正對放置的平行金屬
板a、b構(gòu)成的偏轉(zhuǎn)電場，且此區(qū)間內(nèi)還存在著垂直紙面方向的勻強磁場B0．已知金屬板的
板長L = 0．1 m，板間距離d = 0．1 m，兩板間的電勢差uab隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示．緊
貼金屬板a、b的右側(cè)存在半圓形的有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度B = 0．01 T，方向垂直紙面
向里，磁場的直徑MN = 2R = 0．2 m即為其左邊界，并與中線OO′垂直，且與金屬板a的
右邊緣重合于M點．兩個比荷相同、均為q/m = 1×108 C/kg的帶正電的粒子甲、乙先后由靜
止開始經(jīng)過加速電場后，再沿兩金屬板間的中線OO′ 方向射入平行板a、b所在的區(qū)域．不
計粒子所受的重力和粒子間的相互作用力，忽略偏轉(zhuǎn)電場兩板間電場的邊緣效應(yīng)，在每個粒
子通過偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域的極短時間內(nèi)，偏轉(zhuǎn)電場可視作恒定不變．
（1）若粒子甲由t = 0．05 s時飛入，恰能沿中線OO′ 方向通過平行金屬板a、b正對的區(qū)域，試分析該區(qū)域的磁感應(yīng)強度B0的大小和方向；
（2）若撤去平行金屬板a、b正對區(qū)域的磁場，粒子乙恰能以最大動能飛入半圓形的磁場區(qū)域，試分析該粒子在該磁場中的運動時間．

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科目：高中物理 來源：2010年北京市海淀區(qū)高考物理一模試卷（解析版） 題型：解答題

示波管是示波器的核心部分，它主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分組成，如圖甲所示．電子槍具有釋放出電子并使電子聚集成束以及加速的作用；偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)；電子束打在熒光屏形成光跡．這三部分均封裝于真空玻璃殼中．已知電子的電荷量e=1.6×10-19 C，質(zhì)量m=0.91×10-30 kg，電子所受重力及電子之間的相互作用力均可忽略不計，不考慮相對論效應(yīng)．
（1）電子槍的三級加速可以簡化為如圖乙所示的加速電場，若從陰極逸出電子的初速度可忽略不計，要使電子被加速后的動能達到1.6×10-16J，求加速電壓U為多大；
（2）電子被加速后進入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，若只考慮電子沿Y（豎直）方向的偏轉(zhuǎn)情況，偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)可以簡化為如圖丙所示的偏轉(zhuǎn)電場．偏轉(zhuǎn)電極的極板長l=4.0cm，兩板間距離d=1.0cm，極板右端與熒光屏的距離L=18cm，當(dāng)在偏轉(zhuǎn)電極U上加u=480sin100πt V的正弦交變電壓時，如果電子進入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的初速度v=3.0×107 m/s，求電子打在熒光屏上產(chǎn)生亮線的最大長度；
（3）如圖甲所示，電子槍中燈絲用來加熱陰極，使陰極發(fā)射電子．控制柵極的電勢比陰極低，調(diào)節(jié)陰極與控制柵極之間的電壓，可控制通過柵極電子的數(shù)量．現(xiàn)要使電子打在熒光屏上電子的數(shù)量增加，應(yīng)如何調(diào)節(jié)陰極與控制柵極之間的電壓．
電子槍中A1、A2和A3三個陽極除了對電子加速外，還共同完成對電子束的聚焦作用，其中聚焦的電場可簡化為如圖丁所示的電場，圖中的虛線是該電場的等勢線．請說明聚焦電場如何實現(xiàn)對電子束的聚焦作用．

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科目：高中物理 來源： 題型：

       如圖1所示，加速電場的加速電壓為U0 = 50 V，在它的右側(cè)有水平正對放置的平行金屬板a、b構(gòu)成的偏轉(zhuǎn)電場，且此區(qū)間內(nèi)還存在著垂直紙面方向的勻強磁場B0．已知金屬板的板長L = 0．1 m，板間距離d = 0．1 m，兩板間的電勢差uab隨時間變化的規(guī)律如圖2所示．緊貼金屬板a、b的右側(cè)存在半圓形的有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度B = 0．01 T，方向垂直紙面向里，磁場的直徑MN = 2R = 0．2 m即為其左邊界，并與中線OO′垂直，且與金屬板a的右邊緣重合于M點．兩個比荷相同、均為q/m = 1×108 C/kg的帶正電的粒子甲、乙先后由靜止開始經(jīng)過加速電場后，再沿兩金屬板間的中線OO′ 方向射入平行板a、b所在的區(qū)域．不計粒子所受的重力和粒子間的相互作用力，忽略偏轉(zhuǎn)電場兩板間電場的邊緣效應(yīng)，在每個粒子通過偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域的極短時間內(nèi)，偏轉(zhuǎn)電場可視作恒定不變．

       （1）若粒子甲由t = 0．05 s時飛入，恰能沿中線OO′ 方向通過平行金屬板a、b正對的區(qū)域，試分析該區(qū)域的磁感應(yīng)強度B0的大小和方向；

（2）若撤去平行金屬板a、b正對區(qū)域的磁場，粒子乙恰能以最大動能飛入半圓形的磁場區(qū)域，試分析該粒子在該磁場中的運動時間．

 


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