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1 简答题 · 16 分

如图1所示,宽度为d的竖直狭长区域内(边界为L1、L2),存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图2所示),电场强度的大小为E0,E>0表示电场方向竖直向上。t=0时,一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N1点以水平速度v射入该区域,沿直线运动到Q点后,做一次完整的圆周运动,再沿直线运动到右边界上的N2点。Q为线段N1N2的中点,重力加速度为g。上述d、E0、m、v、g为已知量。

(1)求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小;

(2)求电场变化的周期T;

(3)改变宽度d,使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域,求T的最小值。

1 简答题 · 18 分

有人设计了一种带电颗粒的速率分选装置,其原理如图所示,两带电金属板间有匀强电场,方向竖直向上,其中PQNM矩形区域内还有方向垂直纸面向外的匀强磁场,一束比荷(电荷量与质量之比)均为的带正电颗粒,以不同的速率沿着磁场区域的水平中心线为O′O进入两金属板之间,其中速率为v0的颗粒刚好从Q点处离开磁场,然后做匀速直线运动到达收集板,重力加速度为g,PQ=3d,NQ=2d,收集板与NQ的距离为l,不计颗粒间相互作用。

求:

(1)电场强度E的大小;

(2)磁感应强度B的大小;

(3)速率为λv0(λ>1)的颗粒打在收集板上的位置到O点的距离。

1 简答题 · 15 分

如图所示的装置,左半部为速度选择器,右半部为匀强的偏转电场。一束同位素离子流从狭缝射入速度选择器,能够沿直线通过速度选择器并从狭缝射出的离子,又沿着与电场垂直的方向,立即进入场强大小为的偏转电场,最后打在照相底片上。已知同位素离子的电荷量为(>0),速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为的匀强电场和磁感应强度大小为的匀强磁场,照相底片D与狭缝连线平行且距离为L,忽略重力的影响。

(1)求从狭缝射出的离子速度的大小;

(2)若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度方向飞行的距离为,求出与离子质量之间的关系式(用、L表示)。

1 简答题 · 19 分

某仪器用电场和磁场来控制电子在材料表面上方的运动,如图所示,材料表面上方矩形区域PP′N′N充满竖直向下的匀强电场,宽为d;矩形区域NN′M′M充满垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,长为3s,宽为s;NN′为磁场与电场之间的薄隔离层,一个电荷量为e、质量为m、初速为零的电子,从P点开始被电场加速经隔离层垂直进入磁场,电子每次穿越隔离层,运动方向不变,其动能损失是每次穿越前动能的10%,最后电子仅能从磁场边界M′N′飞出,不计电子所受重力。

(1)求电子第二次与第一次圆周运动半径之比;

(2)求电场强度的取值范围;

(3)A是M′N′的中点,若要使电子在A、M′间垂直于AM′飞出,求电子在磁场区域中运动的时间。

1 简答题 · 19 分

如图所示,电源电动势内阻,电。间距的两平行金属板水平放置,板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度的匀强磁场。闭合开关,板间电场视为匀强电场,将一带正电的小球以初速度沿两板间中线水平射入板间。忽略空气对小球的作用,取

(1)当滑动变阻器接入电路的阻值为29欧时,电阻消耗的电功率是多大?

(2)若小球进入板间做匀速度圆周运动并与板相碰,碰时速度与初速度的夹角为,则滑动变阻器接入电路的阻值为多少?

下一知识点 : 霍尔效应及其应用
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