如圖甲所示，平行金屬板A和B間的距離為d，現(xiàn)在A、B板上加上如圖乙所示的方波電壓，t=0時A板比B板的電勢高。電壓的正向值為U0，反向值也為U0，現(xiàn)有由質(zhì)量為m電量為+q的粒子組成的粒子束，從AB的中點O以平行于金屬板中軸OO＇線的速度v0=不斷射入，所有粒子在AB間的飛行時間均為T，不計重力影響。試求：

（1）粒子射出電場時位置離中軸線OO＇的距離范圍

（2）粒子射出電場時的速度

（3）若要使射出電場的粒子經(jīng)某一垂直紙面的圓形區(qū)域勻強磁場偏轉(zhuǎn)后，都能通過圓形磁場邊界的一個點處，而便于再收集，則磁場區(qū)域的最小半徑和相應(yīng)的磁感強度是多大？

 

（1）當(dāng)粒子由時刻進(jìn)入電場，向下側(cè)移最大，則

      

解得  （3分）

當(dāng)粒子由時刻進(jìn)入電場，向上側(cè)移最大，則

                

解得    （3分）

所以，在距離O/中點下方至上方范圍內(nèi)有粒子打出。(2分)

（2）打出粒子的速度都是相同的，在沿電場線方向速度大小為 (2分)

所以打出速度大小為      

解得 (2分)

設(shè)速度方向與v0的夾角為θ，則     (2分)

（3）要使平行粒子能夠交于圓形磁場區(qū)域邊界且有最小區(qū)域時，磁場直徑最小值與粒子寬度相等，粒子寬度        (3分)

故磁場區(qū)域的最小半徑為     (1分)

粒子在磁場中作圓周運動   (1分)

解得       (2分)

解析:略

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?濰坊模擬）如圖甲所示，平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L=1m，上端接有電阻R1=3Ω，下端接有電阻R2=6Ω，虛線OO′下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場．現(xiàn)將質(zhì)量m=0.1kg、電阻不計的金屬桿ab，從OO′上方某處垂直導(dǎo)軌由靜止釋放，桿下落0.2m過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，加速度a與下落距離h的關(guān)系圖象如圖乙所示．求：
（1）磁感應(yīng)強度B；
（2）桿下落0.2m過程中通過電阻R2的電荷量q．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，平行金屬板A和B的距離為d，緊貼它們的右端安放著垂直于金屬板的絕緣靶MN，AB板間的中線OP交MN于P點，現(xiàn)在A、B板上加上如圖所示的方形波電壓，電壓的正向值為U0，反向電壓為
U02
，且每隔T/2換向一次，現(xiàn)有質(zhì)量為m的帶正電q的連續(xù)粒子束從AB的中點O以平行于金屬板的方向射入．設(shè)粒子能全部打在靶上而且所有粒子在AB間的飛行時間均為T，不計重力的影響．
（1）要使粒子能全部打在靶MN上，試討論電壓U0的數(shù)值與m、d、q、T應(yīng)滿足的關(guān)系．
（2）求靶MN上被粒子擊中的范圍．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，平行金屬板A和B間的距離為d，現(xiàn)在A、B板上加上如圖乙所示的方波電壓，t=0時A板比B板的電勢高．電壓的正向值為U0，反向值也為U0，現(xiàn)有由質(zhì)量為m電量為+q的粒子組成的粒子束，從AB的中點O以平行于金屬板中軸OO′線的速度v0=
qU0T3md
不斷射入，所有粒子在AB間的飛行時間均為T，不計重力影響．試求：
（1）粒子射出電場時位置離中軸線OO′的距離范圍
（2）粒子射出電場時的速度
（3）若要使射出電場的粒子經(jīng)某一垂直紙面的圓形區(qū)域勻強磁場偏轉(zhuǎn)后，都能通過圓形磁場邊界的一個點處，而便于再收集，則磁場區(qū)域的最小半徑和相應(yīng)的磁感強度是多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L=1m，上端接有電阻R1=3Ω，下端接有電阻R2=6Ω，虛線OO′下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場．現(xiàn)將質(zhì)量m=0.1kg、電阻不計的金屬桿ab，從OO′上方某處垂直導(dǎo)軌由靜止釋放，桿下落0.2m過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，加速度a與下落距離h的關(guān)系圖象如圖乙所示．求：
（1）磁感應(yīng)強度B；
（2）桿下落0.2m過程中通過金屬桿的電荷量q．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，平行金屬導(dǎo)軌間距為L1=0.5m，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=30°，兩橫截面為正方形、質(zhì)量均為m=0.1kg的金屬棒ab、cd垂直導(dǎo)軌靜止在導(dǎo)軌平面上，兩棒之間的距離L2=0.4m，兩棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)均為μ=
3
2
，兩棒在導(dǎo)軌之間部分的電阻均為R=0.1Ω，導(dǎo)軌電阻不計．現(xiàn)將整個裝置置于垂直于軌道平面向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示．設(shè)兩棒與導(dǎo)軌問的最大靜摩擦力均等于滑動摩擦力，兩棒橫截面的邊長遠(yuǎn)小于它們之間的距離，忽略兩棒上電流之間的相互作用，g取10m/s2．
（1）兩金屬棒都未出現(xiàn)滑動之前，閉合回路中的電流多大？金屬棒ab中電流方向如何？
（2）哪個金屬棒先發(fā)生滑動？是在哪一時刻？
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