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:0.4 引用次数:517 题号:8884245
质谱仪最初由汤姆孙的学生阿斯顿设计的,他用质谱仪发现了氖20和氖22,证实了同位素的存在.现在质谱仪已经是一种十分精密的仪器,是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具.如右图所示是一简化了的质谱仪原理图.边长为L的正方形区域abcd内有相互正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度大小为E,方向竖直向下,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里.有一束带电粒子从ad边的中点O以某一速度沿水平方向向右射入,恰好沿直线运动从bc边的中点e射出(不计粒子间的相互作用力及粒子的重力),撤去磁场后带电粒子束以相同的速度重做实验,发现带电粒子从b点射出,问:
(1)带电粒子带何种电性的电荷?
(2)带电粒子的比荷(即电荷量的数值和质量的比值)多大?
(3)撤去电场后带电粒子束以相同的速度重做实验,则带电粒子将从哪一位置离开磁场,在磁场中运动的时间多少?

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【推荐1】如图所示,第一象限存在垂直于纸面向外的匀强磁场,x轴下方的分析器由两块相距为h、厚度不计、足够长平行金属薄板M和N组成,其中位于x轴的M板中心有一小孔(孔径忽略不计),N板接地。位于y轴上的某种材料P能不停地发射质量为m、电荷量为q的正离子,离子速度方向都沿x轴正方向,速度大小连续分布在0和之间,发射区间的上端点坐标(0,3d),下端点坐标(0,d)。已知从(0,2d)处射出的速度大小为v0的离子经磁场偏转后恰好垂直x轴射入孔。不计离子的重力及相互作用,不考虑离子间的碰撞,未能射入孔的离子被分析器的接地外罩接收(图中没有画出)。
(1)求磁感应强度B
(2)求离子打在N板上区域的最左端与N板中心的距离s
(3)若在N与M板之间加载电压,调节其大小使得所有离子都不能到达N板,求电压的最小值U

2024-04-18更新 | 45次组卷
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【推荐2】在如图所示的直角坐标系xOy内,第一象限中0≤x≤0.4m的范围内有沿y轴负方向的匀强电场,第三象限中有垂直于纸面向里的匀强磁场。从第三象限中到x轴的距离为d=0.2m处的P点沿x轴正方向发射速度为v=5m/s的带正电的粒子(不计重力),该粒子恰好从坐标原点O进入电场,且进入电场时的速度方向与x轴正方向之间的夹角为,粒子在电场中运动的过程中与x轴的最大距离也为d=0.2m。(
(1)求电场强度的大小与磁感应强度的大小之比;
(2)若发射粒子的速度变为,其他条件不变,请通过计算说明粒子能否进入电场;
(3)求以发射的粒子通过O点进入电场后,粒子在电场中运动的轨迹方程和粒子在电场中的速度偏转角的正切值。
2024-01-15更新 | 383次组卷
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【推荐3】如图所示,一质量为,带电荷量为的小球以速度,沿两正对带电平行金属板(板间电场可看成匀强电场)左侧某位置水平向右飞入,极板长,两极板间距为,不计空气阻力,小球飞离极板后恰好由A点沿切线落入竖直光滑圆弧轨道ABC,圆心与A点的连线与竖直直径BC夹角,在过A点竖直线的右边界空间存在竖直向下的匀强电场,电场强度为(取求:
(1)小球到达A点时的速度大小
(2)平行板两极板间的电势差大小U
(3)欲使小球在圆弧轨道运动时不脱离圆弧轨道,求半径R的取值应满足的条件。
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共计 平均难度:一般