(15分)如圖所示的裝置,左半部為速度選擇器,右半部為勻強的偏轉(zhuǎn)電場.一束同位素離子流從狹縫S1射入速度選擇器,能夠沿直線通過速度選擇器并從狹縫S2射出的離子,又沿著與電場垂直的方向,立即進入場強大小為E的偏轉(zhuǎn)電場,最后打在照相底片D上.已知同位素離子的電荷量為q(q>0),速度選擇器內(nèi)部存在著相互垂直的場強大小為E0的勻強電場和磁感應(yīng)強度大小為B0的勻強磁場,照相底片D與狹縫S1、S2的連線平行且距離為L,忽略重力的影響.
(1)求從狹縫S2射出的離子速度v0的大;
(2)若打在照相底片上的離子在偏轉(zhuǎn)電場中沿速度v0方向飛行的距離為x,求出x與離子質(zhì)量m之間的關(guān)系式(用E0、B0、Eq、m、L表示).
(1) (2)

試題分析:要想粒子通過速度選擇器,則要求洛倫茲力與電場力平衡,即離子出磁場后做類平拋運動,聯(lián)立上式則
點評:此類題型考察了速度選擇器工作原理、類平拋規(guī)律,屬于重要的物理模型
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

有一初速為零的電子經(jīng)電壓U1加速后,進入兩塊間距為d,電壓為U2的平行金屬板間,若電子從兩板正中間垂直電場方向射入,且正好能從B板邊緣穿出電場,設(shè)電子的電荷量為,質(zhì)量為m,(重力不計)求:

(1)電子剛進入平行金屬板時的初速度;
(2)平行金屬板的長度。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

下圖為一真空示波管的示意圖,電子從燈絲K發(fā)出(初速度可忽略不計),經(jīng)燈絲與A板間的電壓U1加速,從A板中心孔沿中心線KO射出,然后進入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場中(偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強電場),電子進入M、N間電場時的速度與電場方向垂直,電子經(jīng)過電場后打在熒光屏上的P點。 已知M、N兩板間的電壓為U2,兩板間的距離為d,板長為L,電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,不計電子受到的重力及它們之間的相互作用力。

(1)求電子穿過A板時速度的大小v0;
(2)求電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時的側(cè)移量y;
(3)若要使電子打在熒光屏上P點的上方,加速電壓U1和M、N兩板間的電壓為U2將如何改變?(不用說明理由)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一帶電粒子只在電場力的作用下沿圖中曲線從J到K穿過   一勻強電場,a、b、c、d為該電場的等勢面,其中有φabcd,若不計粒子的重力,可以確定(  )
A.粒子帶正電
B.從J到K粒子的電勢能增加
C.粒子帶負(fù)電
D.粒子從J到K運動過程中的動能與電勢能之和不變

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(10分)兩塊水平金屬極板A、B正對放置,每塊極板長均為l、極板間距為dB板接地(電勢為零)、A板電勢為+U,重力加速度為g.兩個比荷(電荷量與質(zhì)量的比值)均為的帶正電質(zhì)點以相同的初速沿A、B板的中心線相繼射入,如圖所示.第一個質(zhì)點射入后恰好落在B板的中點處.接著,第二個質(zhì)點射入極板間,運動一段時間后, A板電勢突然變?yōu)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824151949584338.png" style="vertical-align:middle;" />并且不再改變,結(jié)果第二個質(zhì)點恰好沒有碰到極板.求:

(1)帶電質(zhì)點射入時的初速
(2)在A板電勢改變之前,第二個質(zhì)點在板間運動的時間

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,兩個相同的半圓形光滑絕緣軌道分別豎直放置在勻強電場E和勻強磁場B中,軌道兩端在同一高度上,兩個相同的帶正電小球a、b同時從軌道左端最高點由靜止釋放,且在運動中始終能通過各自軌道的最低點M、N,則:
A.兩小球某次到達軌道最低點時的速度可能有vN=vM
B.兩小球都能到達軌道的最右端
C.小球b第一次到達N點的時刻與小球a第一次到達M點的時刻相同
D.a小球受到的電場力一定不大于a的重力,b小球受到的最大洛倫茲力可能大于b的重力

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,有三個質(zhì)量相等,分別帶正電、負(fù)電和不帶電的粒子從兩水平放置的金屬板左側(cè)中央以相同的水平初速度先后射入電場中,最后分別打在正極板的AB、C處,則
A.三種粒子在電場中運動時間相同  
B.三種粒子在電場中的加速度為
C.三種粒子到達正極板時動能
D.落在C處的粒子帶負(fù)電,落在B處的粒子不帶電,落在A處的粒子帶正電

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(10分)如圖所示,一長為L的細線上端固定,下端拴一質(zhì)量為m的帶電小球,將它置于一水平向右的勻強電場E中,當(dāng)細線偏角為θ=450時,小球處于平衡狀態(tài),

試問:(1)小球的帶電荷量q多大?
(2)若細線的偏角θ從450增加到900,然后由靜止釋放小球,細線到達豎直位置時小球速度?該位置繩子對球的拉力為多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,虛線a、b和c是某電場中的三個等勢面,它們的電勢為Ua、Ub、Uc,其中Ua>Ub>Uc.一帶正電的粒子射入電場中,其運動軌跡如實線KLMN所示,由圖可知
   
A.粒子從K到L的過程中,電場力做負(fù)功
B.粒子從L到M的過程中,電場力做負(fù)功
C.粒子從K到L的過程中,電勢能增加
D.粒子從L到M的過程中,動能減少

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