(18分)如圖甲所示,兩個完全相同的平行板電容器PQ和MN,板間距離為d,極板長為L,極板厚度不計。將它們置于圖示方向足夠大的勻強磁場中,磁感應強度為B0,兩電容器極板的左端和右端分別對齊,兩電容器極板所加電壓值相同。一質量為m、電荷量為+q、重力不計的粒子從極板P、Q間的中軸線O1O2左邊緣的O1點,以速度v0沿O1O2勻速穿過電容器PQ,經(jīng)過磁場偏轉后沿極板M、N的中軸線O3O4做勻速直線運動,又經(jīng)過磁場回到O1點,如此循環(huán)往復。不計電容器之外的電場對粒子運動的影響。求

(1)極板P、Q,M、N間所加電壓的數(shù)值U。
(2)Q板和M板間的距離x。
(3)粒子從O1點開始運動到再次回到O1點所用的時間。
(4)若撤去電容器上所加的電壓,將原磁場換作按圖乙規(guī)律變化的磁場,取垂直紙面向里為磁場的正方向。粒子仍從O1點沿O1O2在0時刻以速度v0進入電容器PQ,在時刻恰好從P板右邊緣水平射出(為未知量)。則B1為多少?

(1)U=B0v0d(2)(3)+(4)

解析試題分析:(1)正電荷受到的電場力與受到的磁場力平衡qE=qv0B1  (1分)
勻強電場中  (1分)
則U=B0v0d   (1分)
(2)電荷在磁場中的運動  (1分)
則正電荷做圓周運動的半徑為
x=2r-d  (2分)
  (1分)
(3)由公式T=  
得T=  (2分)
粒子在磁場中運動的總時間為t1= T=  (1分)
粒子在兩平行板間運動的總時間為: t2=2  (1分)
粒子運動的總時間為t= t1+ t2=+  (1分)
(4)由幾何知識可知:  (3分)
  (1分)
  (2分)
考點:帶電粒子在勻強磁場中的運動,帶電粒子在勻強電場中的運動

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,一平行板電容器接在U=12 V的直流電源上,電容C=3.0×10-10 F,兩極板間距離d=1.20×10-3m,取g=10 m/s2,求:

(1)該電容器所帶電量.
(2)若板間有一帶電微粒,其質量為m=2.0×10-3 kg,恰在板間處于靜止狀態(tài),則該微粒帶電荷量為多少?帶何種電荷?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(12分)將一電荷量為q1=4×10-8C的試探電荷放入點電荷-Q的電場中P點,受到的電場力的大小為10-3N,求:

(1)P點的電場強度大小和方向.
(2)如果將q1撤去,再在P點放入另一個電荷量為q2=-8×10-8C的試探電荷q2,求q2受到的電場力的大小和方向。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖甲所示,質量為m、電荷量為e的電子經(jīng)加速電壓U1,加速后,在水平方向沿O1O2垂直進入偏轉電場.已知形成偏轉電場的平行板電容器的極板長為L(不考慮電場邊緣效應),兩極板間距為d,O1O2為兩極板的中線,P是足夠大的熒光屏,且屏與極板右邊緣的距離也為L.求:

(1)粒子進入偏轉電場的速度v的大小;
(2)若偏轉電場兩板間加恒定電壓,電子經(jīng)過偏轉電場后正好打中屏上的A點,A點與極板M在同一水平線上,求偏轉電場所加電壓U2;
(3)若偏轉電場兩板間的電壓按如圖乙所示作周期性變化,要使電子經(jīng)加速電場后在t=0時刻進入偏轉電場后水平擊中A點,試確定偏轉電場電壓U0以及周期T分別應該滿足的條件.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,為使帶負電的點電荷q在一勻強電場中沿直線勻速地由A點運動到B點,必須對該電荷施加一個恒力F=1.2×10-4N,如圖所示。若AB=20cm,37°,q=-3×10-7C,A點的電勢V, (不計負電荷的重力,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求:

(1)B點的電勢;
(2)在圖中用實線畫出電場線,用虛線畫出通過A、B兩點的等勢面,并標明它們的電勢;
(3)點電荷q在由A到B的過程中電勢能的變化量是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

一電荷量為qq>0)、質量為m的帶電粒子在勻強電場的作用下,在t=0時由靜止開始運動,場強隨時間變化的規(guī)律如圖所示。不計重力,求在t=0到tT的時間間隔內

(1)粒子位移的大小和方向;
(2)粒子沿初始電場反方向運動的時間。

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科目:高中物理 來源: 題型:作圖題

(9分)如圖所示,平行板電容器的兩個極板A、B分別接在電壓為50V的恒定電源上,兩板間距為4cm,電容器帶電荷量為6×10-6C,A極板接地.求

(1)平行板電容器的電容;
(2)平行板兩板間的電場強度;
(3)距B板為3cm的C點的電勢。

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

某興趣小組用如圖所示的電路研究自感現(xiàn)象,圖中A、B是兩個相同的小燈泡,、是兩個理想二極管,是自感系數(shù)大、直流電阻明顯小于燈泡電阻的線圈,為保護電阻.關于實驗現(xiàn)象下列說法中不正確的是

A.閉合開關,A、B兩燈同時亮,隨后逐漸變暗
B.閉合開關,B燈不亮,A燈亮,隨后逐漸變暗
C.閉合開關穩(wěn)定后斷開開關,A、B兩燈同時亮,隨后逐漸熄滅
D.閉合開關穩(wěn)定后斷開開關,B燈不亮,A燈亮,隨后逐漸熄滅

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

如圖所示為遠距離交流輸電的簡化電路圖。發(fā)電廠的輸出電壓是U,用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電,輸電線路中的電流是I1,其末端間的電壓為U1。在輸電線與用戶間連有一想想變壓器,流入用戶端的電流是I2。則(  )

A.用戶端的電壓為I1U1/I2
B.輸電線上的電壓降為U
C.理想變壓器的輸入功率為I12r
D.輸電線路上損失的電功率為I1U

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