组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 静电场 > 带电粒子在电场中的运动 > 带电粒子在匀强电场中的偏转 > 带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:574 题号:15265208
某粒子控制装置中,同时利用电场和磁场来控制粒子的运动,其简化示意图如图甲所示。粒子由静止开始先经加速电场加速,然后沿平行于板面的方向从两板左侧中间位置射入偏转电场,离开偏转电场后进入偏转磁场,最后打在屏上。已知粒子的电荷量为q,质量为m,加速电压为,偏转电场两板间距离为d,两板间的电压U随时间t变化的图像如图乙所示,由于粒子在偏转电场区域运动时间极短,粒子通过此区域时,可认为电场是不变的匀强电场;偏转磁场区域是宽度也为d的条形匀强磁场,磁场两边界与屏平行,不计粒子重力和空气阻力。求:
(1)粒子进入偏转电场时的速度
(2)要使所有粒子均能从偏转电场飞出,极板长度最长为多少;
(3)若偏转电场的极板长度为d,且以最大速度飞入偏转磁场的粒子从磁场飞出后,恰好垂直在屏上,则偏转磁场区域的磁感应强度为多大。
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【推荐1】如图所示,建立xOy坐标系,两平行极板PQ垂直于x轴放置,且两板下端恰好在x轴上,Q板又与y轴重合,极板长度为2d,板间距离为d.第四象限内存在垂直于纸面的匀强磁场(图中未画出)和方向竖直向下的匀强电场,电场强度大小恰好等于当地重力加速度大小的.在极板P的正下方有一弹射器,可以紧靠P板内侧竖直向上弹射出比荷为k的带电小球.当两极板间加上一定的电压时(不考虑极边缘的影响).小球恰好能从Q板中央的小孔水平向右射出,而后第一次经过x轴进入第四象限的电场、磁场区域,且小球不会再经过y轴.重力加速度为g

(1)求小球从小孔向右水平射出时的速度大小
(2)若磁感应强度大小为B0,磁场方向垂直于纸面向里.求小球在工轴下方时与工轴之间的最大距离Y
(3)若磁场方向垂直于纸面向外,当磁感应强度大小满足什么条件时,小球刚好能通过坐标r=8dM点.
2018-05-25更新 | 410次组卷
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【推荐2】如图所示,xOy为一平面直角坐标系,O为坐标原点,S(0,L)、M(0.5L, 0)、N(0,-L)分别为坐标平面内的三个点,在xL的区域存在平行于xOy平面但方向未知的匀强电场,在L≤x≤2.5L的区域存在方向垂直xOy平面向里的匀强磁场.S点有一粒子源,能向平面内的任意方向发射质量为m、电荷量为+q、速率为v0的带电粒子.一粒子从S点射出后通过M点时速率为;另一粒子从S点射出后通过N点时的速率为3v0.还有一粒子从S点沿x轴正方向射出,一段时间后该粒子从磁场左边界进入磁场,经磁场偏转后从磁场右边界射出磁场,该粒子在磁场中运动的时间为其在磁场中做匀速圆周运动周期的四分之一.不计粒子重力和粒子之间的相互作用,求:
(1)SM间的电势差与SN间的电势差;
(2)匀强电场的电场强度;
(3)匀强磁场的磁感应强度大小.
2019-05-22更新 | 859次组卷
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【推荐3】和水平的轴之间的夹角为30°,其间存在匀强磁场和匀强电场,如图所示,磁场的磁感应强度大小为,方向垂直于纸面向外,电场的方向竖直向上。现从上的点沿纸面向左上方先后发射速度大小分别为和大小未知),速度方向与均成30°角的两相同的带电小球甲、乙。乙进入磁场后恰好做匀速圆周运动,运动轨迹恰好与相切,且能从上另一点射出磁场(未画出)。已知带电小球的质量为、带电荷量为,重力加速度为
(1)求两带电小球在磁场中分别运动的时间;
(2)若在轴上有竖直的光屏,在轴和之间的区域加上与轴间等大反向的电场,带电小球离开轴间的区域后继续运动,最终打在光屏上,求甲、乙小球打到光屏上的坐标变化。
2020-11-28更新 | 391次组卷
共计 平均难度:一般