组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 磁场 > 带电粒子在复合场中的运动 > 带电粒子在组合场中的运动 > 粒子由电场进入磁场
题型:解答题 难度:0.15 引用次数:579 题号:22658524
利用电磁场研究带电的微观粒子是物理学家常用的方法。真空中一实验装置如图甲所示(磁场未画出),其截面图如图乙所示,区域Ⅰ为足够大的水平平行金属板区域,极板间距为,极板间电压恒定,同时板间有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为,区域Ⅱ内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小未知,)。极板和屏在磁场方向上均足够长。当频率为的入射光照射到竖直放置的金属板表面时,金属板表面逸出大量速率不同、沿各个方向运动的光电子,光电子先进入起速度选择作用的区域Ⅰ,出区域Ⅰ的光电子可认为均水平射出,之后进入区域Ⅱ全部打在水平光屏上,光屏亮光区域在截面图上的长度。已知逸出的光电子最大速率为,元电荷为,光电子质量为,普朗克常量为,忽略相对论效应,不计光电子重力和光电子之间相互作用。求:
(1)该金属的逸出功和出区域Ⅰ的光电子的最小速度
(2)区域Ⅱ中磁场的磁感应强度
(3)区域Ⅱ中,在如图乙截面内磁场的最小面积
(4)区域Ⅱ中,光电子运动位移的最大值

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【推荐1】如图所示,真空中一平面直角坐标系xOy,存在着两个边长为L的正方形匀强电场区域I、II和两个直径为L的圆形匀强磁场区域III,IV.电场的场强大小均为E,区域I 场强方向沿x轴正方向,其下边界在x轴上,右边界刚好与区域III的边界相切;区域II的场 强方向沿y轴正方向,其上边界在x轴上,左边界刚好与区域仅的边界相切.磁场的磁感应强度大小均为 ,区域III的圆心坐标为(0,)、磁场方向垂直于xOy平面向外;区域IV的圆心坐标为(0,-),磁场方向垂直于xOy平面向里.两个质量均为m、电荷量均 q的带正电粒子M、N,在外力约束下静止在坐标分别为()、()的两点.Y轴的正半轴(坐标原点除外)放置一块足够长的感光板,板面垂直于xOy平面.将粒子M、N由静止释放,它们最终打在感光板上并立即被吸收. 计粒子的重力.:

(1)粒子离开电场I时的速度大小.
(2)粒子M击中感光板的位置坐标.
(3)粒子N在磁场中运动的时间.
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【推荐2】如图甲所示,在真空室内,AC为正对放置的两平行金属板,板长,板间距离为中线,延长线上一点,;倾角且足够长的斜面与两板的截面在同一竖直面内,其底边与两板平行,顶点GAC两板的右端点共线,。现将某种粒子从O点以某初速度沿连续射入平行板间,任意相同时间内射入的粒子数相等,粒子带电荷量、质量,忽略电场的边缘效应,不计粒子重力且不考虑粒子间相互作用及碰到斜面后的反弹,设刚好到达极板右端的粒子恰能射出,,求:
(1)若两板间电压,测得粒子在距离处射出电场,求该粒子在板间运动过程中电场力所做的功
(2)当粒子入射的初速度时,粒子均能到达斜面,试确定两板间所加电压应满足的条件;
(3)若在两板右侧存在以为圆心、直径为d的圆形匀强磁场区域(图中未画出),磁感应强度大小、方向垂直纸面向外,当在两板间加上如图乙所示电压,发现粒子均能以水平速度射出电场,求经磁场偏转后能够打在斜面上的粒子占发射粒子总数的百分比。

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【推荐3】如图所示,xOy平面直角坐标系中第一象限存在垂直于纸面向外的匀强磁场(未画出),第二象限存在沿x轴正方向的匀强电场E0,第四象限交替分布着沿-y方向的匀强电场和垂直xOy平面向里的匀强磁场,电场、磁场的宽度均为L,边界与y轴垂直,电场强度,磁感应强度分别为B、2B、3B……,其中。一质量为m、电量为+q的粒子从点M(-L,0)以平行于y轴的初速度v0进入第二象限,恰好从点N(0,2L)进入第一象限,然后又垂直x轴进入第四象限,多次经过电场和磁场后轨迹恰好与某磁场下边界相切。不计粒子重力,求:
(1)电场强度E0的大小;
(2)粒子在第四象限中第二次进入电场时的速度大小及方向(方向用与y轴负方向夹角的正弦表示);
(3)粒子在第四象限中能到达距x轴的最远距离。

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