如图所示,MN为平行金属板,N板上有一小孔Q,一个粒子源P在M板附近,可释放初速度为零,质量为m,电荷量为q的带正电的粒子,粒子经板间加速电场加速后,从小孔Q射出,沿半径为R的圆筒上的小孔E进入圆筒,筒里有平行于筒内中心轴的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,筒上另一小孔F与小孔E、Q、P在同一直线上,该直线与磁场垂直,E、F连线为筒的直径,粒子进入筒内磁场偏转,与筒壁碰撞后速度大小不变,方向反向,不计粒子的重力.
(1)要使粒子以速度v进入磁场,M、N间的电压为多大?
(2)若粒子与筒壁碰撞一次后从F点射出,粒子在磁场中运动的时间为多少?
(3)若粒子从E点进入磁场,与筒壁发生三次碰撞后从F点射出,则粒子在磁场中运动的路程为多少?(已知tan22.5°=)
(1)要使粒子以速度v进入磁场,M、N间的电压为多大?
(2)若粒子与筒壁碰撞一次后从F点射出,粒子在磁场中运动的时间为多少?
(3)若粒子从E点进入磁场,与筒壁发生三次碰撞后从F点射出,则粒子在磁场中运动的路程为多少?(已知tan22.5°=)
更新时间:2018-03-19 20:51:34
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【推荐1】(1)电荷之间的作用力是通过电场产生的,地球对物体的万有引力也可认为是通过“引力场”来实现的。请类比电场强度的定义方法,写出地球“引力场强度”的定义式,并结合万有引力定律,推导距离地心为处的引力场强度的表达式,已知万有引力常量为G。(请对其中涉及的物理量做出必要说明)
(2)经典电磁理论认为:当金属导体两端电压稳定后,导体中产生分布不随时间变化的恒定电场。恒定电场中,任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化,它的基本性质与静电场相同,在恒定电场的作用下,金属中的自由电子做定向加速运动,在运动过程中与导体内不动的粒子不断碰撞,每次碰撞后定向移动的速度减为0。碰撞阻碍了自由电子的定向运动,结果是大量自由电子定向移动的平均速度不随时间变化。某种金属中单位体积内的自由电子数量为n,自由电子的质量为m,所带电荷量为e,如图所示,由该种金属制成的长为L,横截面积为S的圆柱形金属导体,将其两端加上恒定电压U。为了简化问题,假设自由电子连续两次与不动的粒子碰撞的时间间隔平均值为。
a、自由电子从静止开始加速时间为时的速度v;
b、求金属导体中的电流I
(2)经典电磁理论认为:当金属导体两端电压稳定后,导体中产生分布不随时间变化的恒定电场。恒定电场中,任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化,它的基本性质与静电场相同,在恒定电场的作用下,金属中的自由电子做定向加速运动,在运动过程中与导体内不动的粒子不断碰撞,每次碰撞后定向移动的速度减为0。碰撞阻碍了自由电子的定向运动,结果是大量自由电子定向移动的平均速度不随时间变化。某种金属中单位体积内的自由电子数量为n,自由电子的质量为m,所带电荷量为e,如图所示,由该种金属制成的长为L,横截面积为S的圆柱形金属导体,将其两端加上恒定电压U。为了简化问题,假设自由电子连续两次与不动的粒子碰撞的时间间隔平均值为。
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【推荐2】如图所示,粗糙、绝缘的直轨道OB固定在水平桌面上,B端与桌面边缘对齐,A是轨道上一点,过A点并垂直于轨道的竖直面右侧有大小E=1.5×106N/C,方向水平向右的匀强电场.带负电的小物体P电荷量是2.0×10-6C,质量m=0.25kg,与轨道间动摩擦因数μ=0.4,P从O点由静止开始向右运动,经过0.55s到达A点,到达B点时速度是5m/s,到达空间D点时速度与竖直方向的夹角为α,且tanα=1.2。P在整个运动过程中始终受到水平向右的某外力F作用,F大小与P的速率v的关系如表所示.P视为质点,电荷量保持不变,忽略空气阻力,取g=10 m/s2,求:
(1)小物体P从开始运动至速率为2m/s所用的时间;
(2)小物体P从A运动至D的过程,电场力做的功。
(1)小物体P从开始运动至速率为2m/s所用的时间;
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【推荐3】如图所示,在第一、四象限有垂直于纸面向里和向外的磁场区域Ⅰ和Ⅱ,OM 是两磁场区域的交界线,两区域磁场磁感应强度大小相同 B =0.1T,OM 与 x 轴正方向夹角为α。在第二、三象限存在着沿 x 轴正向的匀强电场,电场强度大小E= 1×104V/m。一带正电的粒子,质量m=1.6×10 −24kg、电荷量q=1.6×10−15C,由 x 轴上某点 A 静止释放,经电场加速后从 O 点进入Ⅱ区域磁场(带电粒子的重力不计)
(1)若 OA 距离l1=0.2m,求粒子进入磁场后,做圆周运动的轨道半径大小R1;
(2)要使经电场加速后,从O 点进入磁场的所有带电粒子仅在第一象限区域内运动,设计两磁场区域大小时,角α最大不能超过多少?
(3)若=30°,OM 上有一点 P(图中未画出),距 O 点距离l2=0.3πm。上述带正电的粒子从 x 轴上某一位置 C 由静止释放,以速度 v 运动到 O 点后能够通过 P 点,v 等于多大时,该粒子由 C 运动到 P 点总时间最短,并求此最短时间。
(1)若 OA 距离l1=0.2m,求粒子进入磁场后,做圆周运动的轨道半径大小R1;
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【推荐1】如图所示,在x轴的上方存在着垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场,在x轴上坐标为(2R,0)至(3.6R,0)区域存在宽度为1.6R的屏,可以吸收打到屏上的粒子,在第三象限存在半径为R、垂直于纸面、磁感应强度大小为2B的圆形磁场(磁场的右边界与y轴相切于P点).P点有一粒子源,可射出按角度均匀分布、速度大小相等的带正电粒子,粒子射出方向在与x轴负方向两边各53°区域内,其中沿x轴负方向射出的粒子从(-R,0)位置垂直于x轴进入上方的磁场区域,已知粒子质量为m、电荷量为q,求:
(1)P点射出粒子的速度大小及圆形磁场的方向;
(2)屏能接收到的粒子数与P点射出粒子数的比值η;
(3)若屏保持水平仅沿y轴方向移动,请写出η与屏纵坐标y的关系式.
(1)P点射出粒子的速度大小及圆形磁场的方向;
(2)屏能接收到的粒子数与P点射出粒子数的比值η;
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【推荐2】如图甲所示为某一电磁复合场装置(主要包括加速电场、辐向电场、偏转电场和环状区域磁场四大部分)。最左侧为竖直放置的平行板电容器,竖直电容器左极板处一带正电的粒子X(质量为m,电量为q)从静止开始经过加速电场加速后沿切线方向进入弧形细管道(半径为,圆心角为),弧形细管道中的电场的电场线均指向圆心。细管道右侧开口处紧挨水平放置的电容器下极板的左侧,水平电容器之间加上如图所示的交变电压(以X进入该电容器后开始计时,图乙中的和T为已知量)。X从辐向分布电场射出后从下极板左端进入右侧水平电容器并恰好从中线右端水平飞出。最右侧的环状区域内有一垂直于纸面向外的强度为B的匀强磁场,内半径为。电容器中线过环状区域磁场圆心。带正电粒子Y(质量为m,电量为2q)自中空区域的圆心O点以某一初速度沿环状区域半径OM方向射入磁场后,恰好不能穿出磁场外边界,且从磁场内边界上的N点第一次射回中空区域。已知,偏转电场极板间距为,不计重力影响。
(1)求X从进入到离开偏转电场所用的时间t;
(2)求加速电场的电压U和辐向电场的场强E;
(3)求Y射入环状区域磁场时的初速度和从O点出发到同向回到O点所需的时间;
(4)求环状区域磁场外半径并分析判断X能否不经过中空区域而直接经过磁场偏转到达圆环磁场的最低点。
(1)求X从进入到离开偏转电场所用的时间t;
(2)求加速电场的电压U和辐向电场的场强E;
(3)求Y射入环状区域磁场时的初速度和从O点出发到同向回到O点所需的时间;
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【推荐3】如图所示,水平面内有一半径为L的金属圆环,圆环内有垂直圆环所在平面的匀强磁场,AOB为匀强磁场的分界线,O为圆心,分界线两侧磁场的方向相反,磁感应强度的大小均为B,有一电阻为R的导体棒a的一端固定在O点,时刻,导体棒a从分界线OB位置以O为圆心做角速度为的匀速圆周运动,圆心处接地(没有画出),导体棒的另一端与金属圆环接触良好,不计金属圆环的电阻,电阻,R1通过导线与金属圆环连接,连接R2的导线接地,平行板电容器接入如图所示的电路中,板间有一大小不变,方向周期性变化的交变磁场,板间距为d,一束等离子体以速度沿着图中虚线通过平行板电容器,等离子体中离子的质量为m,电荷量为q。平行板电容器右侧为一荧光材料(带电粒子打上即可发光)做边界的环形匀强磁场区域,虚线的延长线过圆环的圆心,外圆的半径为,内圆半径为r。求:
(1)交变磁场的大小;
(2)若所有粒子不会穿过环形磁场的内边界,环形磁场的磁感应强度满足什么条件?
(3)在(2)的条件下,荧光材料的最大发光长度。
(1)交变磁场的大小;
(2)若所有粒子不会穿过环形磁场的内边界,环形磁场的磁感应强度满足什么条件?
(3)在(2)的条件下,荧光材料的最大发光长度。
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【推荐1】如图所示,在第一象限有一匀强电场,场强大小为E,方向与y轴平行;在x轴下方有一匀强磁场,磁场方向与纸面垂直.一质量为m、电荷量为()的粒子以平行x轴的速度从y轴上的P点处射入电场,在x轴上的Q点处进入磁场,并从坐标原点O离开磁场.已知OP=L,OQ=2L.不计粒子重力.求:
(1)粒子从P点入射的速度的大小;
(2)粒子第一次在磁场中运动的时间;
(3)匀强磁场的磁感应强度的大小.
(1)粒子从P点入射的速度的大小;
(2)粒子第一次在磁场中运动的时间;
(3)匀强磁场的磁感应强度的大小.
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【推荐2】如图所示的平面直角坐标系XOY,在第Ⅱ象限内有沿Y轴负方向的匀强电场,电场强度大小为E,第Ⅲ象限有沿X轴正方向的匀强电场,电场强度大小也为E,第Ⅳ象限有垂直于纸面向里的匀强磁场.第Ⅱ象限内(-L,L)处有一质量为m、带电量为q的带正电的粒子从静止开始释放.(不计粒子的重力)求:
(1)粒子第一次经过X轴时速度V1的大小;
(2)粒子经过Y轴负半轴时速度方向与Y轴负半轴之间的夹角θ;
(3)若粒子经磁场后从X轴上的P点(2L,0)处飞出,求磁感应强度大小B.
(1)粒子第一次经过X轴时速度V1的大小;
(2)粒子经过Y轴负半轴时速度方向与Y轴负半轴之间的夹角θ;
(3)若粒子经磁场后从X轴上的P点(2L,0)处飞出,求磁感应强度大小B.
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【推荐3】如图所示,在xOy坐标系的第一、第四象限内存在着两个大小不同、方向相反的有界匀强电场,y轴和ab为其左、右边界,两边界距离为,第一象限内场强方向竖直向下,大小为,第四象限内场强方向竖直向上,大小为。在y轴的左侧有一匀强磁场分布在半径为r的圆内,方向垂直纸面向里,其中是圆的半径。一质量为m、电荷量为+q的粒子由边界ab上的距x轴处的M点垂直电场以初速度v射入,经电场偏转后垂直y轴由P点射出,P点坐标为,经过一段时间后进入磁场区域。已知带电粒子在磁场中的运动周期是其在磁场中运动时间的4倍,粒子重力不计,其中m、+q、v、r为已知量。求:
(1)第一第四象限内电场强度的大小;
(2)磁场的磁感应强度大小;
(3)带电粒子从M点射入电场到偏转出磁场的过程中运动的总时间。
(1)第一第四象限内电场强度的大小;
(2)磁场的磁感应强度大小;
(3)带电粒子从M点射入电场到偏转出磁场的过程中运动的总时间。
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