A.带电粒子的速度大小为 |
B.粒子从P点和点射出时的速度方向相同 |
C.射到P点和点的粒子在磁场中运动的时间不等 |
D.P点和点之间的距离为 |
2 . 研究光电效应的装置如甲图所示,该装置可用于分析光子的信息。在xOy平面(纸面)内,垂直纸面的金属薄板M、N与y轴平行放置,板N中间有一小孔,坐标为。第一象限存在垂直向里的匀强磁场,x轴处有小孔,平行板电容器A,K的上极板与x轴紧靠且平行,其长度为L,板间距为,A板中央小孔与对齐,K板连接电流表后接地。在入射光的照射下,质量为m,电荷量为e的电子从M板逸出后经极板电压加速从点持续不断进入磁场,速度大小在与之间,已知速度为的电子经磁场偏转后恰能垂直x轴射入点,板M的逸出功为W,普朗克常量为h。忽略电子之间的相互作用,电子到达边界或极板立即吸收并导走。
(1)求逸出光电子的最大初动能和入射光的频率;
(2)求匀强磁场的磁感应强度大小和所有能到达x轴上的电子在磁场中运动的最短时间;
(3)时,求到达K板最左端的电子刚从板M逸出时速度的大小及与x轴的夹角;
(4)若在小孔处增加一特殊装置,可使进入的电子沿各方向均匀分布在与轴成0~90°范围内,速率在与之间。监测发现每秒钟有n个电子通过小孔,调节加载在k与A板之间的电压,试在乙图中大致画出流过电流表的电流i随变化的关系曲线。标出相关数据,写出必要的计算过程。
3 . 如图甲所示,曲线OP上方有沿方向的匀强电场,其场强大小为,曲线左侧有一粒子源AB,B端位于x轴上,能够持续不断地沿方向发射速度为,质量为m、电荷量为q的粒子束,这些粒子经电场偏转后均能够通过O点,已知从A点入射粒子恰好从P点进入电场,不计重力及粒子间的相互作用。
(1)写出匀强电场边界OP段的边界方程(粒子入射点的坐标y和x间的关系式):
(2)若第四象限内存在边界平行于坐标轴的矩形匀强磁场(未画出),磁场方向垂直纸面向外。自O点射入的粒子束,经磁场偏转后均能够返回y轴,若粒子在第四象限运动时始终未离开磁场,求磁场的最小面积;
(3)若第一象限与第四象限间存在多组紧密相邻的匀强磁场和匀强电场(如图乙),电磁场边界与y轴平行,宽度均为d,长度足够长。匀强磁场,方向垂直纸面向里,匀强电场,方向沿x轴正方向,现仅考虑自A端射入的粒子,经匀强电场偏转后,恰好与y轴负方向成从O点射入,试确定该粒子将在第几个磁场区域拐弯(即速度恰好与y轴平行)。
4 . 如图所示,一带电粒子以速度 v从 M 点射入直线边界匀强磁场区域, 入射方向与磁场边界的夹角为θ= 30°磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度为 B,粒子从边界上 N 点射出磁场,已知粒子的电量和质量之比则:
(1)求粒子做圆周运动的半径;
(2)求粒子在磁场中运动所用的时间。
5 . 如图甲所示,正方形区域ABCD内部有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小,M、N分别为AD、BC边中点。现在从M点,平行AB方向,以某一初速度射入一个质量为m、电荷量为q的负电粒子,发现该粒子刚好从B点离开磁场区域,已知磁场区域的边长,该粒子的比荷,不计粒子重力。
(1)求该粒子射入磁场时的速度大小;
(2)若取垂直纸面向里为磁场的正方向,磁感应强度按图乙的方式变化,时刻,粒子同样从M点平行AB射入,发现粒子恰好能从N点离开,已知,求该粒子射入磁场的速度可能的取值以及粒子运动的时间。
6 . 如图平面直角坐标系的第Ⅰ象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里,磁感应强度为B,一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从O点沿着与y轴夹角为30°的方向进入磁场,运动到A点时速度方向与x轴的正方向相同,不计粒子的重力,则( )
A.该粒子带正电 | B.该粒子带负电 |
C.A点与x轴的距离为 | D.粒子由O到A经历时间 |
A.若两粒子在磁场中运动的时间相等,则乙与甲的初速度大小之比一定为1:3 |
B.若两粒子的初速度相同,则乙与甲在磁场中运动的时间之比可能为1:2 |
C.若其中一个粒子垂直PQ边射出磁场,则乙与甲在磁场中运动时间之比一定不大于2:1 |
D.若两粒子分别从M、Q两点射出磁场,则乙与甲的初速度大小之比恰好为2:1 |
8 . 如图所示,在坐标系中,轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为。质量为、电荷量为的带电粒子在纸面内从点与轴成方向射入磁场,已知点的纵坐标,不计粒子重力。
(1)若粒子不离开磁场,求粒子速度的最大值;
(2)若粒子离开磁场,求粒子在磁场中运动时间的范围;
(3)若磁场为非匀强磁场,方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随方向均匀增大,关系为。粒子以大小为的速度从点沿图示方向射入磁场,求粒子从点运动到离轴最远位置的过程中运动轨迹与轴围成的面积。
A. | B. | C. | D. |
10 . 如图所示,为坐标原点处的离子源,为平行轴足够长的荧光屏,到的距离为左侧区域有范围足够大的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里。某时刻离子源沿平行纸面各个方向均匀地发出大量的质量为、电荷量为、速率为的正离子,不计离子受到的重力,不考虑离子之间的相互作用力。求:
(1)离子从发出到打中荧光屏的最短时间和最长时间;
(2)离子打中荧光屏的长度及范围。