(石景山區(qū))6.湯姆生曾采用電場(chǎng)、磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)法測(cè)定電子的比荷,具體方法如下:
Ⅰ.使電子以初速度v1垂直通過寬為L的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域,測(cè)出偏向角θ,已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E,方向如圖(a)所示
Ⅱ.使電子以同樣的速度v1垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向如圖(b)所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng),使它剛好經(jīng)過路程長(zhǎng)度為L的圓弧之后射出磁場(chǎng),測(cè)出偏向角φ,請(qǐng)繼續(xù)完成以下三個(gè)問題:
(1)電子通過勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的時(shí)間分別為多少?
(2)若結(jié)果不用v1表達(dá),那么電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓弧運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的圓半徑R為多少?
(3)若結(jié)果不用v1表達(dá),那么電子的比荷e / m為多少?
(海淀區(qū))5.在一真空室內(nèi)存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)與磁場(chǎng)的方向相同,已知電場(chǎng)強(qiáng)度E=40.0V/m,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.30 T。如圖33所示,在該真空室內(nèi)建立Oxyz三維直角坐標(biāo)系,其中z軸豎直向上。質(zhì)量m=1.0´10-4kg,帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)以速度v0=100m/s沿+x方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度方向與電場(chǎng)、磁場(chǎng)垂直,取g=10m/s2。
(1) 電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向。
(2)若在質(zhì)點(diǎn)通過O點(diǎn)時(shí)撤去磁場(chǎng),求撤去磁場(chǎng)后帶電質(zhì)點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)電勢(shì)能的變化量。
(3)若在質(zhì)點(diǎn)通過O點(diǎn)時(shí)撤去磁場(chǎng),試寫出帶電質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過空間某點(diǎn)的z軸坐標(biāo)數(shù)值為A時(shí)的動(dòng)能表達(dá)式 。
(2)若在某時(shí)刻撤去磁場(chǎng),求經(jīng)過時(shí)間t=0.2 s帶電質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能的變化量。
(海淀區(qū))4.在一真空室內(nèi)存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向平行,已知電場(chǎng)強(qiáng)度E=40.0V/m,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.30 T。如圖32所示,在該真空室內(nèi)建立Oxyz三維直角坐標(biāo)系,其中z軸豎直向上。質(zhì)量m=1.0´10-4 kg,帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)以速度v0=100 m/s沿+x方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度方向與電場(chǎng)、磁場(chǎng)垂直,取g=10m/s2。
(1)求電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向;
(豐臺(tái)區(qū))3.在某空間存在著水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖所示,一段光滑且絕緣的圓弧軌道AC固定在紙面內(nèi),其圓心為O點(diǎn),半徑R = 1.8 m,OA連線在豎直方向上,AC弧對(duì)應(yīng)的圓心角θ = 37°。今有一質(zhì)量m = 3.6×10-4 kg、電荷量q = +9.0×10-4 C的帶電小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),以v0 = 4.0 m/s的初速度沿水平方向從A點(diǎn)射入圓弧軌道內(nèi),一段時(shí)間后從C點(diǎn)離開,小球離開C點(diǎn)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知重力加速度g = 10 m/s2,sin37° = 0.6,cos370=0.8,不計(jì)空氣阻力,求:
(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E;
(2)小球射入圓弧軌道后的瞬間對(duì)軌道的壓力。
(1)設(shè)粒子的電荷量為q,質(zhì)量為m,試證明該粒子的比荷為:;
(2)若偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的區(qū)域?yàn)閳A形,且與MN相切于G點(diǎn),如圖乙所示,其它條件不變。要保證上述粒子從G點(diǎn)垂直于MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后不能打到MN邊界上(MN足夠長(zhǎng)),求磁場(chǎng)區(qū)域的半徑應(yīng)滿足的條件。
(東城區(qū))2.在甲圖中,帶正電粒子從靜止開始經(jīng)過電勢(shì)差為U的電場(chǎng)加速后,從G點(diǎn)垂直于MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。該偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是一個(gè)以直線MN為上邊界、方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后,最終到達(dá)照相底片上的H點(diǎn).測(cè)得G、H間的距離為 d,粒子的重力可忽略不計(jì)。
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