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:0.15 引用次数:1042 题号:17924156
如图甲中MN之间有一电子束的加速电场,虚线框内为偏转元件的匀强偏转场来控制电子的运动。经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进,打到水平圆形靶台上的中心点P。已知电子的质量为m,带电荷量为eMN两端电压为U0MN中电子束距离靶台竖直高度为H,忽略电子的重力影响,不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度,不计空气阻力。
(1)求电子刚进入偏转场时的速度大小;
(2)若偏转场S为垂直纸面的匀强磁场,且磁场区域为一个圆柱形磁场,直径为L0。从加速场出来的电子正对圆形磁场的圆心射入,要实现电子束射出偏转场S时速度方向与水平方向夹角为θ,求匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向;
(3)若偏转场S为一矩形竖直向上的匀强电场,区域水平宽度为L0,竖直高度足够长,当偏转电场强度为E时电子恰好能击中靶台P点。靶台为一圆形区域,直径为d。而仪器实际工作时,电压U0会随时间小幅波动,即加速电压为。电子通过加速电场时电场可以认为是恒定的。在此情况下,为使电子均能击中靶台,求电压的波动

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解答题 | 困难 (0.15)
【推荐1】如图所示,在y轴上A点沿平行x轴正方向以发射一个带正电的粒子,在该方向距A点3R处的B 点为圆心存在一个半径为R的圆形有界的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,当粒子通过磁场后打到x轴上的C点,且速度方向与x轴正向成角斜向下,已知带电粒子的电量为q,质量为m,粒子的重力忽略不计,O点到A点的距离为,求:

(1)该磁场的磁感应强度B的大小.
(2)若撤掉磁场,在该平面内加上一个与y轴平行的有界匀强电场,粒子仍按原方向入射,当粒子进入电场后一直在电场力的作用下打到x轴上的C点且速度.方向仍与x轴正向成角斜向下,则该电场的左边界与y轴的距离为多少?
(3)(选做)若撤掉电场,在该平面内加上一个与(1)问磁感应强度大小相同的矩形有界匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,粒子仍按原方向入射,通过该磁场后打到x轴上的C点且速度方向仍与x轴正向成角斜向下,则所加矩形磁场的最小面积为多少?
2016-12-09更新 | 1315次组卷
解答题 | 困难 (0.15)
【推荐2】利用电场来控制带电粒子的运动,在现代科学实验和技术设备中有广泛的应用.如图1所示为电子枪的结构示意图,电子从炽热的金属丝中发射出来,在金属丝和金属板之间加一电压U0,发射出的电子在真空中加速后,沿电场方向从金属板的小孔穿出做直线运动.已知电子的质量为m,电荷量为e,不计电子重力及电子间的相互作用力.设电子刚刚离开金属丝时的速度为零.

(1)求电子从金属板小孔穿出时的速度v0的大小;
(2)示波器中的示波管是利用电场来控制带电粒子的运动.如图2所示,YY'为间距为d的两个偏转电极,两板长度均为L,极板右侧边缘与屏相距x,OO'为两极板间的中线并与屏垂直,O点为电场区域的中心点.接(1),从金属板小孔穿出的电子束沿OO'射入电场中,若两板间不加电场,电子打在屏上的O'点.为了使电子打在屏上的P点,PO'相距h,已知电子离开电场时速度方向的反向延长线过O点.则需要在两极板间加多大的电压U;
(3)某电子枪除了加速电子外,同时对电子束还有会聚作用,其原理可简化为图3所示.一球形界面外部空间中各处电势均为φ1,内部各处电势均为φ2φ2>φ1),球心位于z轴上O点.一束靠近z轴且关于z轴对称的电子流以相同的速度v1平行于z轴射入该界面,由于电子只受到法线方向的作用力,其运动方向将发生改变,改变前后能量守恒.
①试推导给出电子进入球形界面后速度大小;
②类比光从空气斜射入水中,水相对于空气的折射率计算方法n,若把上述球形装置称为电子光学聚焦系统,试求该系统球形界面内部相对于外部的折射率.
2019-05-12更新 | 2018次组卷
解答题 | 困难 (0.15)
名校
【推荐3】如图所示,两条相距2L的竖直平行直线间的区域里有两个场强大小不等、方向相反的有界匀强电场,其中水平直线下方的匀强电场方向竖直向上,上方的匀强电场方向竖直向下。在电场左边界上宽为L区域内连续分布着质量为m、电荷量为的不计重力的粒子,从某时刻起由MQ间的带电粒子依次以相同的初速度沿水平方向垂直射入匀强电场。已知从Q点射入的粒子通过上的P点进入上方匀强电场,后从边上的F点水平射出,且F点到N点的距离为。求:
(1)不同位置射入的粒子在电场中飞行的时间t
(2)下方匀强电场的电场强度大小
(3)能沿水平方向射出的粒子在的射入位置。
2024-01-11更新 | 657次组卷
共计 平均难度:一般