（18分）如圖（a）所示，平行金屬板和間的距離為，現(xiàn)在、板上加上如圖（b）所示的方波形電壓，=0時板比板的電勢高，電壓的正向值為，反向值也為，現(xiàn)有由質量為的帶正電且電荷量為的粒子組成的粒子束，從的中點以平行于金屬板方向的速度不斷射入，所有粒子不會撞到金屬板且在間的飛行時間均為，不計重力影響。試求：

（1）粒子射出電場時的速度大小及方向；
（2）粒子打出電場時位置離點的距離范圍；
（3）若要使打出電場的粒子經(jīng)某一垂直紙面的圓形區(qū)域勻強磁場偏轉后，都能到達圓形磁場邊界的同一個點，而便于再收集，則磁場區(qū)域的最小半徑和相應的磁感強度是多大？
（1） ，方向水平方右下角為 （2）  ～
（3）  ，

試題分析：（1）飛出粒子的速度都相同，在沿電場線方向速度大小均為 ①    
飛出速度大小為  ②
設速度的方向與的夾角為，則 ③
所以，方向水平方右下角為，大小
（2）當粒子由時刻進入電場，向下側移最大，則 ④ 且 ⑤
解得
當粒子由時刻進入電場，向上側移最大，
則 ⑥
解得
所以，在距離中點上方 至下方范圍內有粒子打出
（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    ⑦ 
故磁場區(qū)域的最小半徑為 ⑧
粒子在磁場中做圓周運動有⑨
解得
練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

關于回旋加速器加速帶電粒子所獲的能量（   ）
A．與加速器的半徑有關, 半徑越大, 能量越大
B．與加速器的磁場有關, 磁場越強, 能量越大?
C．與加速器的電場有關, 電場越強, 能量越大
D．與帶電粒子的質量和電量均有關, 質量和電量越大, 能量越大?

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示是霍爾元件的工作原理示意圖，如果用d表示薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)，對于一個霍爾元件d、k為定值，如果保持電流I恒定，則可以驗證UH隨B的變化情況．以下說法中正確的（   ）
A．將永磁體的一個磁極逐漸靠近霍爾元件的工作面對，UH將變大
B．在測定地球兩極的磁場強弱時，霍爾元件的工作面應保持水平
C．在測定地球赤道上的磁場強弱時，霍爾元件的工作面應保持水平
D．改變磁感線與霍爾元件工作面的夾角，UH將發(fā)生變化

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，x軸的上方存在方向與x軸正方向成1350角的勻強電場，電場強度為E＝1×103V/m，x軸的下方存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度B＝0.5T。有一個質量為m＝1×10-11kg，電荷量為q＝1×10-7C的帶正電粒子，從坐標原點O以速度v＝2×103 m/s沿與x軸負方向成45°角方向進入磁場，設x軸上下方的電場和磁場區(qū)域足夠大，不計粒子重力。求：

（1）粒子從O點出發(fā)到第一次經(jīng)過x軸前，在磁場中運動軌跡的半徑。
（2）粒子從O點出發(fā)到第一次經(jīng)過x軸所經(jīng)歷的時間。
（3）粒子從O點出發(fā)到第四次經(jīng)過x軸的坐標。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（22分）如圖所示，在xOy平面直角坐標系中，直線MN與y軸成30o角，P點的坐標為（，0），在y軸與直線MN之間的區(qū)域內，存在垂直于xOy平面向外、磁感應強度為B的勻強磁場。在直角坐標系xOy的第Ⅳ象限區(qū)域內存在沿y軸，正方向、大小為的勻強電場，在x=3a處垂直于x軸放置一平面熒光屏，與x軸交點為Q，電子束以相同的速度v0從y軸上0y2a的區(qū)間垂直于y軸和磁場方向射入磁場。已知從y=2a點射入的電子在磁場中軌跡恰好經(jīng)過O點，忽略電子間的相互作用，不計電子的重力。求：
（1）電子的比荷；
（2）電子離開磁場垂直y軸進入電場的位置的范圍；
（3）從y軸哪個位置進入電場的電子打到熒光屏上距Q點的距離最遠？最遠距離為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）如圖甲所示，兩平行金屬板A、B的板長和板間距離均為L（L=0.1m），AB間所加電壓u=200sin100πtV，如圖乙所示。平行金屬板右側L/2處有一豎直放置的金屬擋板C，高度為13L/12并和A、B間隙正對，C右側L處有一豎直放置的熒光屏S。從O點沿中心軸線OO/以速度v0=2.0×103m/s連續(xù)射入帶負電的離子，離子的比荷q/m=3×104 C/kg，（射到金屬板上的離子立即被帶走，不對周圍產生影響，不計離子間的相互作用，離子在A、B兩板間的運動可視為在勻強電場中的運動。）離子打在熒光屏上，可在熒光屏中心附近形成一個陰影。π取3，離子的重力忽略。
（1）求熒光屏中心附近陰影的長度。
（2）為使從A極板右側邊緣打出的離子能到達屏的中點O/，可在擋板正上方一圓形區(qū)域加垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B=T（圓心在擋板所在垂線上，圖中未畫出），求所加圓形磁場的面積和離子在磁場區(qū)域運動的時間。（計算結果全部保留二位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（16分）如圖所示，平行板電容器上板M帶正電，兩板間電壓恒為U，極板長為（1+）d，板間距離為2d，在兩板間有一圓形勻強磁場區(qū)域，磁場邊界與兩板及右側邊緣線相切，P點是磁場邊界與下板N的切點，磁場方向垂直于紙面向里，現(xiàn)有一帶電微粒從板的左側進入磁場，若微粒從兩板的正中間以大小為v0水平速度進入板間電場，恰做勻速直線運動，經(jīng)圓形磁場偏轉后打在P點。

（1）判斷微粒的帶電性質并求其電荷量與質量的比值；
（2）求勻強磁場的磁感應強度B的大小；
（3）若帶電微粒從M板左側邊緣沿正對磁場圓心的方向射入板間電場，要使微粒不與兩板相碰并從極板左側射出，求微粒入射速度的大小范圍。

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設空間存在豎直向下的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場，如圖所示，已知一離子在電場力和洛侖茲力的作用下，從靜止開始自A點沿曲線ACB運動，到達B點時速度為零,C點是運動的最低點，忽略重力，以下說法正確的是（  ）
A．這離子帶負電荷
B．A點和B點位于同一高度
C．離子在C點時速度最大
D．離子到達B點時，將沿原曲線返回A點

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（11分）如圖所示，紙平面內一帶電粒子以某一速度做直線運動，一段時間后進入一垂直于紙面向里的圓形勻強磁場區(qū)域（圖中未畫出磁場區(qū)域），粒子飛出磁場后從上板邊緣平行于板面進入兩面平行的金屬板間，兩金屬板帶等量異種電荷，粒子在兩板間經(jīng)偏轉后恰從下板右邊緣飛出。已知帶電粒子的質量為m，電量為q，其重力不計，粒子進入磁場前的速度方向與帶電板成θ=60°角。勻強磁場的磁感應強度為B，帶電板板長為L，板間距為d，板間電壓為U。試解答：

（1）上金屬板帶什么電？
（2）粒子剛進入金屬板時速度為多大？
（3）圓形磁場區(qū)域的最小面積為多大？

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