(16分)如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xoy中的第一象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于坐標(biāo)平面向里的有界圓形勻強磁場區(qū)域(圖中未畫出)；在第二象限內(nèi)存在沿x軸負(fù)方向的勻強電場．一粒子源固定在x軸上坐標(biāo)為(－L，0)的A點．粒子源沿y軸正方向釋放出速度大小為v的電子，電子恰好能通過y軸上坐標(biāo)為(0，2L)的C點，電子經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后恰好垂直通過第一象限內(nèi)與x軸正方向成15°角的射線ON(已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，不考慮粒子的重力和粒子之間的相互作用)．求：

⑴勻強電場的電場強度E的大小；
⑵電子離開電場時的速度方向與y軸正方向的夾角θ；
⑶圓形磁場的最小半徑Rmin．
⑴E＝；⑵θ＝45°；⑶Rmin＝。

試題分析：⑴電子在從A運動到C的過程中，只受沿＋x方向的電場力eE作用，故做類平拋運動，設(shè)其運動時間為t，因此在x方向上有：L＝                ①
在y方向上有：2L＝vt         ②
由①②式聯(lián)立解得：E＝
⑵根據(jù)類平拋運動的結(jié)論可知，電子離開電場時的速度的反向延長線將交于y方向位移的中點，即經(jīng)過(－L，L)點，因此tanθ＝1，θ＝45°
⑶電子進(jìn)入磁場后僅受洛倫茲力evCB作用，在磁場中做勻速圓周運動，設(shè)其軌道半徑為r，根據(jù)牛頓第二定律有：evCB＝       ③
根據(jù)幾何關(guān)系可知：vC＝        ④
根據(jù)題意作出電子的運動軌跡示意圖如下圖所示

由圖中幾何關(guān)系可知，電子在磁場中偏轉(zhuǎn)120°后垂直于ON射出，因此當(dāng)圖中PQ為圓形磁場的直徑時其半徑最小，即有：Rmin＝rsin60°       ⑤
由③④⑤式聯(lián)立解得：Rmin＝
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：計算題

（12分）．飛行時間質(zhì)譜儀可以根據(jù)帶電粒子的飛行時間對氣體分子進(jìn)行分析。如圖所示，在真空狀態(tài)下，脈沖閥P噴出微量氣體，經(jīng)激光照射產(chǎn)生不同的正離子，自a板小孔進(jìn)入a、b之間的加速電場，從b板小孔射出，沿中心線進(jìn)入M、N間的方形區(qū)域，然后到達(dá)緊靠在其右端的探測器。已知a、b間的電壓為U0，間距為d，極板M、N的長度為L，間距均為0.2L，不計離子重力及經(jīng)過a板時的初速度。

（1）若M、N板間無電場和磁場，求出比荷為k（q/m）的離子從a板到探測器的飛行時間
（2）若在M、N間只加上偏轉(zhuǎn)電壓U1，請說明不同的正離子在偏轉(zhuǎn)電場中的軌跡是否重合
（3）若在M、N間只加上垂直于紙面的勻強磁場，已知進(jìn)入a、b間的正離子有一價和二價兩種，質(zhì)量均為m，元電荷為e，試問：
①要使所有離子均通過M、N之間的區(qū)域從右側(cè)飛出，求所加磁場磁感應(yīng)強度的最大值
②要使所有離子均打在上極板M上，求所加磁場磁感應(yīng)強度應(yīng)滿足的條件。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖，在XOY平面第一象限整個區(qū)域分布一勻強電場，電場方向平行y軸向下．在第四象限內(nèi)存在一有界勻強磁場，左邊界為Y軸，右邊界為的直線，磁場方向垂直紙面向外．一質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子從y軸上P點以初速度v0垂直y軸射入勻強電場，在電場力作用下從X軸上Q點以與X軸正方向45°角進(jìn)入勻強磁場．已知OQ＝d，不計粒子重力．求：

（1）P點坐標(biāo)；
（2）要使粒子能再進(jìn)入電場，磁感應(yīng)強度B的取值范圍；
（3）要使粒子能第二次進(jìn)入磁場，磁感應(yīng)強度B的取值范圍．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（12分）如圖，從陰極K發(fā)射的熱電子，重力和初速度均不計，通過加速電場后，沿圖示虛線垂直射入勻強磁場區(qū)，磁場區(qū)域足夠長，寬度為L＝2.5cm。已知加速電壓為U＝182V，磁感應(yīng)強度B＝9.1×10-4T，電子的電量，電子質(zhì)量。求：

（1）電子在磁場中的運動半徑R
（2）電子在磁場中運動的時間t (結(jié)果保留)
（3）若加速電壓大小可以改變，其他條件不變，為使電子在磁場中的運動時間最長，加速電壓U應(yīng)滿足什么條件？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在豎直放置的半徑為R的光滑半圓弧絕緣細(xì)管的圓心O處固定一點電荷，將質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球從圓弧管的水平直徑端點A由靜止釋放，小球沿細(xì)管滑到最低點B時，對管壁恰好無壓力，已知重力加速度為g，則下列說法正確的是（      ）
A．小球在B時的速率為
B．小球在B時的速率小于
C．固定于圓心處的點電荷在AB弧中點處的電場強度大小為3mg/q
D．小球不能到達(dá)C點（C點和A在一條水平線上）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，有一混合正離子束先后通過正交的電場、勻強磁場區(qū)域Ⅰ和勻強磁場區(qū)域Ⅱ，如果這束正離子流在區(qū)域Ⅰ中不偏轉(zhuǎn)，進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ后偏轉(zhuǎn)半徑r相同，則它們一定具有相同的( 　)
A．速度　　B．比荷C．電荷量D．質(zhì)量

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（12分）如圖所示，勻強電場場強E=4V/m，方向水平向左，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=2T，方向垂直紙面向里。質(zhì)量m=1kg的帶正電小物體A，從M點沿粗糙、絕緣的豎直墻壁無初速下滑，它滑行h=0.8m到N點時脫離墻壁做曲線運動，在通過P點瞬時，A受力平衡，此時其速度與水平方向成θ=45°角，且P點與M點的高度差為H=1.6m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取10m/s2。求：

（1）A沿墻壁下滑時，克服摩擦力做的功Wf；
（2）P點與M點的水平距離s。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（10分）如圖所示是說明示波器工作原理的示意圖，已知兩平行板間的距離為d、板長為．初速度為零的電子經(jīng)電壓為U1的電場加速后從兩平行板間的中央處垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，設(shè)電子質(zhì)量為m、電荷量為e ．求：

（1）經(jīng)電場加速后電子速度v的大��；
（2）要使電子離開偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)量最大，兩平行板間的電壓U2應(yīng)是多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一塊矩形截面金屬導(dǎo)體abcd和電源連接，處于垂直于金屬平面的勻強磁場中，當(dāng)接通電源、有電流流過金屬導(dǎo)體時，導(dǎo)體在與磁場、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)了電勢差，這種現(xiàn)象被稱為霍爾效應(yīng)。利用霍爾效應(yīng)制成的元件稱為霍爾元件，它是一種重要的磁傳感器，廣泛運用于各種自動控制系統(tǒng)中。關(guān)于這一物理現(xiàn)象下列說法中正確的是
A．導(dǎo)體受向左的安培力作用
B．導(dǎo)體內(nèi)部定向移動的自由電子受向右的洛侖茲力作用
C．在導(dǎo)體的ab、cd兩側(cè)存在電勢差，且ab電勢低于cd電勢
D．在導(dǎo)體的ab、cd兩側(cè)存在電勢差，且ab電勢高于cd電勢

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案