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精英家教網(wǎng) > 高中物理 > 題目詳情

如圖甲所示，MN和PQ是兩塊光滑擋板，兩板平行放置，板間距為d=0.15m，A、C是MN板上相距l(xiāng)=0.2m的兩個(gè)小孔．質(zhì)量為m=2×10^-12kg，帶電量為q=+5×10^-8C的粒子（可以看成點(diǎn)電荷）從A點(diǎn)以速度v=3×10³m/s的速度垂直于MN板射入，粒子與兩板的碰撞為彈性碰撞（粒子碰撞前后沿板方向的速度不變，垂直于板的速度大小不變，方向變?yōu)榉聪颍瑤щ娏Ｗ拥闹亓Σ挥?jì)．則
（1）若兩板間有與板面平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖甲，且粒子只與PQ板碰撞一次就從C點(diǎn)飛出，求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小；
（2）若兩板間有如圖乙所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，要使粒子能從C點(diǎn)飛出，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的可能取值．

（1）根據(jù)對(duì)稱性，將微粒的運(yùn)動(dòng)可以看成類平拋運(yùn)動(dòng)
水平方向有：t=

微粒的加速度a=

豎直方向有：l=

at2
聯(lián)立解得：E=

mv2l

2qd2

=1.6×10³N/C
（2）分兩種情況
如果微粒只與MN相撞：n×2r=l
根據(jù)qvB₁=m

解得：B₁=

2nmv

=1.2nT
因?yàn)閐＞

，所以n=1、2、3…
如果微粒與MN和PQ都相撞：
2k（r-

r2-d2

）=l
根據(jù)qvB₂=m

解得：r=

kd2

解得：B₂=

48k

20+45k2

T，k=1、2、3…
答：
（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為1.6×10³N/C；
（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度的可能取值為

48k

20+45k2

T，k=1、2、3…．

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相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖15所示，一束電子(電量為e)以速度V垂直射入磁感強(qiáng)度為B，寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿透磁場(chǎng)時(shí)速度方向與電子原來(lái)入射方向的夾角是30°，則電子的質(zhì)量是，穿透磁場(chǎng)的時(shí)間是。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，空間中有沿水平方向、垂直紙而向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，在x＞0的空間內(nèi)有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E．一帶正電荷的小球從圖中x軸上的M點(diǎn)沿著與水平方向成θ=30°角的斜向下的直線做勻速運(yùn)動(dòng)，進(jìn)過(guò)y軸上的N點(diǎn)進(jìn)入x＜0的區(qū)域．要使小球進(jìn)入x＜0的區(qū)域后能在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，需要在x＜0的區(qū)域內(nèi)另加一勻強(qiáng)電場(chǎng)．已知帶電小球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)通過(guò)y軸上的P點(diǎn)（P點(diǎn)未標(biāo)出），重力加速度為g，求：
（1）小球運(yùn)動(dòng)的速度大小；
（2）在x＜0的區(qū)域內(nèi)所加勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向；
（3）N點(diǎn)與P點(diǎn)間的距離．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖，有大量質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子以等大速度從P點(diǎn)沿垂直于磁場(chǎng)的不同方向連續(xù)射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，求解下列問(wèn)題
（1）要使粒子不從右邊界射出，粒子速度大小應(yīng)滿足的條件是什么？
（2）若粒子恰好不從右邊界射出，這些粒子在磁場(chǎng)中所能到達(dá)區(qū)域的面積是多少？
（3）從P點(diǎn)垂直左邊界進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子，能從右邊界Q點(diǎn)射出，射出時(shí)速度方向改變?chǔ)冉牵笤摿Ｗ拥乃俣却笮『土Ｗ拥钠D(zhuǎn)距離（E、Q間的距離）．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖甲所示，真空區(qū)域內(nèi)有一粒子源A，能每隔

的時(shí)間間隔定時(shí)地沿AO方向向外發(fā)出一個(gè)粒子．虛線右側(cè)為一有理想邊界的相互正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，離虛線距離為L(zhǎng)的位置處有一熒光屏，粒子打到熒光屏上將使熒光屏上出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)．虛線和熒光屏相互平行，而AO與熒光屏相互垂直．如果某時(shí)刻粒子運(yùn)動(dòng)到虛線位置開(kāi)始計(jì)時(shí)（記為t=0），加上如圖乙所示周期性變化的電、磁場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系為

B（其中

為粒子到達(dá)虛線位置時(shí)的速度大小），發(fā)現(xiàn)t=

等時(shí)刻到達(dá)虛線位置的粒子在t=2T時(shí)刻到達(dá)熒光屏上的O點(diǎn)；在t=

時(shí)刻到達(dá)虛線位置的粒子打到熒光屏上的P點(diǎn)，且OP之間的距離為

，試根據(jù)以上條件確定，熒光屏上在哪些時(shí)刻，在什么位置有粒子到達(dá)？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一束正離子從P處垂直射入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)相互垂直的區(qū)域，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有些離子保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向未發(fā)生偏轉(zhuǎn)．這些離子從磁場(chǎng)邊界OO′的Q處垂直射入另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，又分裂為a、b、c三束，分別運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)邊界OO′．關(guān)于a、b、c離子束，下列判斷正確的是（　　）

A．a(chǎn)離子束的速度最大

B．a(chǎn)、b、c離子束的帶電量相等

C．a(chǎn)離子束到達(dá)磁場(chǎng)邊界OO′的時(shí)間最長(zhǎng)

D．若a離子束的質(zhì)量是b離子束的2倍，則a離子束的帶電量是b離子束的2倍

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示的坐標(biāo)平面內(nèi)，在Y＜0的區(qū)域內(nèi)存在著垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在Y＞0的區(qū)域內(nèi)存在著與X軸正方向成45°角的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E=2N/C．一比荷

=1.0×l0⁸C/kg的帶負(fù)電的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿與X負(fù)方向成45°角射入第三象限，速度大小v₀=2.0×10⁴m/s，先后在磁場(chǎng)和電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后粒子能再次通過(guò)O點(diǎn)，試求：
（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B
（2）粒子從O點(diǎn)發(fā)射到再次回到O點(diǎn)所用的時(shí)間．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，有一對(duì)平行金屬板，兩板相距為0.05m．電壓為10V；兩板之間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B₀=0.1T，方向與金屬板面平行并垂直于紙面向里．圖中右邊有一半徑R為0.1m、圓心為O的圓形區(qū)域內(nèi)也存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=

T，方向垂直于紙面向里．一正離子沿平行于金屬板面，從A點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)的方向射入平行金屬板之間，沿直線射出平行金屬板之間的區(qū)域，并沿直徑CD方向射入圓形磁場(chǎng)區(qū)域，最后從圓形區(qū)域邊界上的F點(diǎn)射出．已知速度的偏向角θ=

，不計(jì)離子重力．求：
（1）離子速度v的大小；
（2）離子的比荷

；
（3）離子在圓形磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖甲所示為湯姆生在1897年測(cè)量陰極射線（電子）的比荷時(shí)所用實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖．K為陰極，A₁和A₂為連接在一起的中心空透的陽(yáng)極，電子從陰極發(fā)出后被電場(chǎng)加速，只有運(yùn)動(dòng)方向與A₁和A₂的狹縫方向相同的電子才能通過(guò)，電子被加速后沿00’方向垂直進(jìn)人方向互相垂直的電場(chǎng)、磁場(chǎng)的疊加區(qū)域．磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，電場(chǎng)極板水平放置，電子在電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的共同作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)．已知圓形磁場(chǎng)的半徑為r，圓心為C．
某校物理實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們利用該裝置，進(jìn)行了以下探究測(cè)量：
第一步：調(diào)節(jié)兩種場(chǎng)的強(qiáng)弱．當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B時(shí)，使得電子恰好能夠在復(fù)合場(chǎng)區(qū)域內(nèi)沿直線運(yùn)動(dòng)．
第二步：撤去電場(chǎng)，保持磁場(chǎng)和電子的速度不變，使電子只在磁場(chǎng)力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，打在熒屏上出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)P，通過(guò)推算得到電子的偏轉(zhuǎn)角為α（CP與OO′下之間的夾角）．
求：（1）電子在復(fù)合場(chǎng)中沿直線向右飛行的速度；
（2）電子的比荷

；
（3）有位同學(xué)提出了該裝置的改造方案，把球形熒屏改成平面熒屏，并畫出了如圖乙的示意圖．已知電場(chǎng)平行金屬板長(zhǎng)度為L(zhǎng)₁，金屬板右則到熒屏垂直距離為L(zhǎng)₂．實(shí)驗(yàn)方案的第一步不變，可求出電子在復(fù)合場(chǎng)中沿直線向右飛行的速度．第二步撤去磁場(chǎng)，保持電場(chǎng)和電子的速度不變，使電子只在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，打在熒屏上出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)P，通過(guò)屏上刻度可直接讀出電子偏離屏中心點(diǎn)的距離

O/Q

=y．同樣可求出電子的比荷

．請(qǐng)你判斷這一方案是否可行？并說(shuō)明相應(yīng)的理由．

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