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题型:简答题
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简答题 · 18 分

25.如图所示,两块足够大的平行金属板a、b竖直放置,板间有场强为E的匀强电场,两板距离为d,今有一带正电微粒从a板下边缘以初速度v0竖直向上射入板间,当它飞到b板时,速度大小不变,而方向变为水平方向,且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板而进入bc区域,bc区域的宽度也为d,所加电场大小为E,方向竖直向上,磁感应强度,方向垂直纸面向里。求:

(1)微粒的带电量q;

(2)微粒穿出bc区域的位置到a板下边缘的竖直距离L(用d表示);

(3)微粒在ab、bc区域中运动的总时间t(用d、v0表示)。

正确答案

(1)微粒在电场中受水平向右的电场力和竖直向下的重力,其运动分解为水平和竖直的匀变速运动,水平方向加速度

  

      (2)微粒进入bc区域中由于电场力与重力平衡,微粒在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动,     

 得圆周半径r=2d, 微粒刚进入bc时洛伦兹力方向向上,逆时针偏转。如图示  

   

设圆心角为θ,由几何关系得

    微粒穿出bc区域的位置到a板下边缘的竖直距离

    

   (3)微粒在电场中的运动时间为,    

     磁场中运动时间,    

    在ab、bc区域中运动的总时间为 

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知识点

带电粒子在混合场中的运动
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题型:简答题
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简答题 · 19 分

25.如图所示,匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的且宽度相等均为d,电场方向在纸平面内,而磁场方向垂直纸面向里,一带正电粒子从O点以速度V0沿垂直电场方向进入电场,在电场力的作用下发生偏转,从A点离开电场进入磁场,离开电场时带电粒子在电场方向的位移为电场宽度的一半,当粒子从C点穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致,(带电粒子重力不计)求:

(1)粒子从C点穿出磁场时的速度v;

(2)电场强度E和磁感应强度B的比值E/B;

(3)粒子在电、磁场中运动的总时间。

正确答案

(1)粒子在电场中偏转:在垂直电场方向,平行电场分量

粒子在磁场中做匀速圆周运动,故穿出磁场速度

(2)在电场中运动时  

得 

在磁场中运动可知

运动方向改变45°,运动半径R、

    

(3)粒子在磁场中运动时间 

运动总时间t=t+t’=

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知识点

带电粒子在混合场中的运动
1
题型:简答题
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简答题 · 19 分

25.如图所示,真空中有一半径r=0.5m的圆形磁场区域,圆与x轴相切于坐标原点O,磁场的磁感应强度大小B=2 ×l0-3T,方向水平向里,在x1=0. 5m与x2=l.0m区域内有一个方向竖直向下的匀强电场,电场强度E=2.0×l03N/C。在x=2.0m处有竖直放置的一足够大的荧光屏。现将比荷为=1×l09C/kg的带负电粒子从O点处射入磁场,不计粒子所受重力。(sln37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)若粒子沿y轴正方向射入,恰能从磁场与电场的相切处进入电场,求粒子最后到达荧光屏上位置的y坐标。

(2)若粒子以(1)问中相同速率从O点与y轴成37°角射入第二象限,求粒子到达荧光屏上位置的y坐标。

正确答案

答案:

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带电粒子在混合场中的运动
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题型:简答题
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简答题 · 18 分

25.如图所示,在平面直角坐标系的第一象限虚线左侧有方向沿y轴负方向的有界匀强电场,电场强度大小为E,第三象限内充满着垂直坐标平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。在电场区域内有一动点P,当质量为m电量为q的带正电粒子从P点沿x轴负方向以大小为的初速度开始运动,粒子能从O点离开电场进入磁场。(不计粒子重力)

(1)求P点的坐标x,y满足的关系;

(2)若当P点位于电场的右边界时,粒子运动到O点的速度大小为2。求第三象限内粒子可能经过的区域的面积。

正确答案

(1) 粒子在x轴方向上作匀速运动,y轴方向上作匀加速运动,设P点坐标为(x,y),粒子的运动时间为t,加速度为a

在x方向有:               x=υ0t                          ①

在y方向有:               y=                         ②

                                                           ③

由①②③式可得:        

(2)

从O点进入电荷圆周运动半径R1

从P点进入电荷圆周运动半径R2

 

可能经过的区域的面积=(

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带电粒子在混合场中的运动
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

17.如图所示,在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向下,磁场方向垂直于纸面向里,一带是粒子以某一速度沿水平直线通过两极板,若不计重力,下列四个物理量中哪一个改变时,粒子运动轨迹不会改变(      )

A粒子速度的大小

B粒子所带的电荷量

C电场强度

D磁感应强度

正确答案

B

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带电粒子在混合场中的运动
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