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(微粒)在匀强电场中的直线运动 > 带电粒子在匀强电场中的直线运动
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:631 题号:7433480
如图所示,虚线MN为匀强电场和匀强磁场的分界线,匀强电场场强大小为E,方向竖直向下且与边界MNθ=45°角,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向外.在电场中有一点P,P点到边界MN的竖直距离为d..现将一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从P处由静止释放.粒子第一次进入磁场后,经过时间t,将磁感应强度大小突然变为B′,方向不变,此后粒子恰好被束缚在该磁场中.(不计粒子所受重力,电场和磁场范围足够大)求:

(1)粒子进入磁场时的速度大小;
(2)B′有最小值时,经过的时间t为多少?
(3)B′的最小值为多少?

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解答题 | 较难 (0.4)
【推荐1】某空间区域被竖直边界线MN分割为左右两个区域,分界线左边存在一个方向垂直于纸面、半径为5R的圆形磁场区域Ⅰ,磁感应强度大小和方向未知,磁场边界与水平线PQ相切于P点,P点离分界线的距离为6R,如图所示.MN右侧整个空间存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域Ⅱ,在其中放置一半径为R的圆柱形金属圆筒,圆心OMN的距离,金属圆筒轴线与磁场平行,PQ的距离为R,金属圆筒用导线通过一个电阻R接地,最初金属圆筒不带电.在P点安装有一电子发射装置,能向PQ上方任意方向发射初速度大小均为(表达式中me分别表示电子的质量和电量)的电子,这些电子经过磁场区域Ⅰ偏转后均能以水平速度到达直边界MN.不计电子的重力,不考虑磁场边界效应,电子出发点P电势为0.求:
(1)圆形磁场区域Ⅰ中的磁感应强度的大小和方向;
(2)在最初金属圆筒上没有带电时,能够打到金属圆筒上的电子通过MN边界上时离的范围是多大;
(3)当金属圆筒上电量达到相对稳定时,测量得到通过电阻R的电流方向向上、大小恒为I,忽略运动电子间的相互作用,电子碰撞金属圆筒后即被吸收.求此时金属圆筒的电势和电子到达金属圆筒,与金属圆筒碰撞前瞬间的速度v(取无穷远处或大地电势为零);
(4)在(3)的情况下,求金属圆筒的发热功率P
2019-11-11更新 | 89次组卷
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【推荐2】(示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像,便于人们研究各种电现象的变化过程。电子示波器的心脏是示波管,在如图所示的示波管模型中,电荷量为e、质量为m的电子从灯丝K发出(初速度不计),经加速电场加速后,从AB板中心孔S沿中心线SO以速度v射入平行板电容器,穿出偏转电场后,再经过一段匀速直线运动最后打到荧光屏上的C点。已知平行板电容器上极板带负电,下极板带正电,两极板间的电压大小为,板长为2L,两极板间的距离为d,偏转电场两极板右端到荧光屏的距离为L,不计电子重力。求:
(1)加速电场的电压的大小;
(2)电子从水平偏转电场射出时的侧移量y和荧光屏上OC的距离;
(3)若平行板电容器与电源断开,两板上所带电量不变,仅增大两极板间距,该电子仍能打到荧光屏上而显示亮点C吗?请列式并说明理由。
   
2023-09-27更新 | 601次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
【推荐3】研究原子核内部的情况时,常用到各种各样的粒子加速器。图甲为粒子直线加速装置的示意图,它由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列组成,其轴线在同一直线上,序号为奇数的圆筒与序号为偶数的圆筒分别和交变电源的两极相连,交变电源两极间的电势差的变化规律如图乙所示。在t=0时,奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值。此时和偶数圆筒相连的金属圆板(序号为0)的中央有一电子,在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速,沿中心轴线进入圆筒1。为使电子在圆筒之间的间隙都能被加速,圆筒长度的设计必须遵照一定的规律。若电子的质量为m,电荷量为-e,交变电源的电压为U,周期为T,两圆筒间隙的电场可视为匀强电场,圆筒内场强均为0。不计电子的重力和相对论效应。
(1)求电子进入圆筒1时的速度,并分析电子从圆板出发到离开圆筒2这个过程的运动;
(2)若忽略电子通过圆筒间隙的时间,通过计算说明金属圆筒的长度设计遵循的规律;
(3)若保持每个金属圆筒的长度不变,改变交变电源电压的变化规律,仍可保证电子每次经过圆筒间隙都能被加速。请在图丙中定性画出交变电源两极间电势差的变化规律。

2023-01-04更新 | 527次组卷
共计 平均难度:一般