如图所示,在xOy平面直角坐标系中,直角三角形ACD内存在垂直平面向里磁感应强度为B的匀强磁场,线段CO=OD=L,CD边在x轴上,∠ADC=30°.电子束沿y轴方向以相同的速度v0从CD边上的各点射入磁场,已知这些电子在磁场中做圆周运动的半径均为,在第四象限正方形ODQP内存在沿x轴正方向、大小为E=Bv0的匀强电场,在y=-L处垂直于y轴放置一足够大的平面荧光屏,屏与y轴交点为P.忽略电子间的相互作用,不计电子的重力.
(1)电子的比荷;
(2)从x轴最右端射入电场中的电子打到荧光屏上的点与P点间的距离:
(3)射入电场中的电子打到荧光屏上的点距P的最远距离.
(1)电子的比荷;
(2)从x轴最右端射入电场中的电子打到荧光屏上的点与P点间的距离:
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更新时间:2019-03-11 08:54:33
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【推荐1】如图所示,直线边界OP右侧存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,距离边界OP等于R处放置一边长为R的立方体金属块,金属块的左侧面与磁场边界平行,并让金属块接地。现有范围足够大的均匀分布的平行电子束以速度垂直边界OP射入磁场。已知电子的质量为m、电荷量为q,电子的初速度,不计电子的重力及电子间的相互作用力,打到金属块上的电子均可被吸收。求:
(1)电子在磁场中运动的轨道半径;
(2)能够打到金属块左侧面与上表面的电子数目的比值是多少?(请作出必要的电子运动的轨迹图,结果可以用根号表示)
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【推荐2】电子倍增管能放大入射电子的数量。如图所示,两极板MN竖直放置,极板间有匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直于xOy平面向外。一个电子以初速度v0、与法线方向成角打在N板的P点,电子射入N板后被吸收,同时撞出2个次级电子;每次碰撞,入射电子沿y方向的分速度被2个次级电子均分,沿x方向的分速度反向后被2个次级电子均分。电子质量为m,电量的绝对值为e,忽略重力和各级电子间相互作用。
(1)为了保证电子不撞上左极板M,求两极板间距的最小值;
(2)在不碰板的前提下,假设电子的最后一次碰撞,刚好在N极板的最下端接收器Q处,且有2p(p为正整数)个电子到达接收器,求PQ之间的距离h;
(3)现在MN极板间再叠加一个水平向右的匀强电场(图中未画出),场强大小为E;当时,为了保证电子不撞上左极板M,求两极板间距的最小值L2。提示:为了抵消电子受到的电场力,可以设想给电子一个某方向的分速度,使得对应的洛仑兹力与电场力抵消;再结合运动的合成与分解(思想)求解。
(1)为了保证电子不撞上左极板M,求两极板间距的最小值;
(2)在不碰板的前提下,假设电子的最后一次碰撞,刚好在N极板的最下端接收器Q处,且有2p(p为正整数)个电子到达接收器,求PQ之间的距离h;
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【推荐3】如图所示,长为的绝缘弹性挡板沿竖直方向固定,c端正下方L处的b点静止一质量为、电荷量为的粒子乙,质量为m的中性粒子甲由a点以初速度向右运动,经过一段时间粒子甲、乙在b点发生弹性碰撞,碰撞过程中两粒子电量不变,整个空间存在垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出),d、e两点在同一水平线上且,忽略粒子的重力,。
(1)求碰撞后乙粒子的速度大小;
(2)欲使碰撞后乙粒子不打在绝缘挡板上,求磁感应强度B的取值范围;
(3)若磁感应强度为,调整甲粒子的初速度,可使乙粒子与绝缘挡板发生无能量、无电荷量损失的碰撞后恰经过e点,求乙粒子到达e点时在磁场中运动的最长时间。
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【推荐1】一种带电粒子束流转向装置的原理简化示意图如图甲所示,真空室中电极K发出的粒子(初速度不计)经电场加速后,由小孔O沿两平行金属板M、N的中心线射入板间,加速电压为,M、N板长为L,两板相距,加在M、N两板间的电压随时间t变化的关系图线如图乙所示,图中大小未知。在每个粒子通过电场区域的极短时间内,两板间电压可视作不变,板间的电场可看成匀强电场。板M、N右侧存在一范围足够大的有界匀强磁场区域,磁场左边界PQ与M、N板垂直,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为,已知粒子的质量为,电荷量为,两极板电场的边缘效应及粒子所受重力均可忽略不计。
(1)求带电粒子进入偏转电场的速度大小;
(2)时刻从O进入的粒子刚好能从M、N金属板间射出,求的值;
(3)在满足第(2)问的条件下,粒子在PQ上进磁场与出磁场两点间的距离d的大小。
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【推荐2】如图K与虚线MN之间是加速电场。虚线MN与PQ之间是匀强电场,虚线PQ与荧光屏之间是匀强磁场,且MN、PQ与荧光屏三者互相平行。电场和磁场的方向如图所示。图中A点与O点的连线垂直于荧光屏,一带正电的粒子由静止被加速从A点离开加速电场,速度方向垂直于偏转电场方向射入偏转电场,在离开偏转电场后进入匀强磁场,最后恰好垂直地打在图中的荧光屏上。已知电场和磁场区域在竖直方向足够长,加速电场电压与偏转电场的场强关系为,式中的d是偏转电场的宽度且为已知量,磁场的磁感应强度B与偏转电场的电场强度E和带电粒子离开加速电场的速度v0关系符合表达式,如图所示,试求:
(1)画出带电粒子的运动轨迹示意图;
(2)磁场的宽度L为多少?
(3)改变磁场的磁感应强度的大小,则荧光屏上出现的亮线长度是多少?
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【推荐3】如图甲所示。两块平行正对的金属板水平放置,板间加上如图乙所示幅值为、周期为的交变电压。金属板左侧存在一水平向右的恒定匀强电场,右侧分布着垂直纸面向外的匀强磁场。磁感应强度大小为B.一带电粒子在时刻从左侧电场某处由静止释放,在时刻从下板左端边缘位置水平向右进入金属板间的电场内,在时刻第一次离开金属板间的电场、水平向右进入磁场,并在时刻从下板右端边缘位置再次水平进入金属板间的电场。已知金属板的板长是板间距离的倍,粒子质量为m。忽略粒子所受的重力和场的边缘效应。
(1)判断带电粒子的电性并求其所带的电荷量q;
(2)求金属板的板间距离D和带电粒子在时刻的速度大小v;
(3)求从时刻开始到带电粒子最终碰到上金属板的过程中,电场力对粒子做的功W。
(1)判断带电粒子的电性并求其所带的电荷量q;
(2)求金属板的板间距离D和带电粒子在时刻的速度大小v;
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