时间打到极板上。
⑴求两极板间电压 U ;
⑵求质子从极板间飞出时的速度大小;
⑶若两极板不带电,保持磁场不变,质子仍沿中心线 O 1 O 2 从 O 1 点射入,欲使质子从两板左侧间飞出,射入的速度应满足什么条件?
2、如图所示,相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区,磁场方向垂直纸面向里,在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ,两极板中心各有一小孔S 1 、S 2 ,两极板间电压的变化规律如图乙所示,正反向电压的大小均为U 0 ,周期为T 0 .在t=0时刻将一个质量为m电量为-q(q>0)的粒子由S 1 静止释放,粒子在电场力的作用下向右运动,在 t=TO/2 时刻通过S 2 垂直于边界进入右侧磁场区.(不计粒子重力,不考虑极板外的电场) (1)求粒子到达S 2 时的速度大小v和极板间距d;
(2)为使粒子不与极板相撞,求磁感应强度的大小应满足的条件.
(3)若已保证了粒子未与极板相撞,为使粒子在t=3T 0 时刻再次到达S 2 ,且速度恰好为零,求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小.
3、(15分)如图所示,在xoy坐标系内存在周期性变化的电场和磁场,电场沿y轴正方向,磁场垂直纸面(以向里为正),电场和磁场的变化规律如图所示。一质量荷量
不计粒子重力。求:
的带电粒子,在t=0时刻以
、电
的速度从坐标原点沿x轴正向运动,
(1)粒子在磁场中运动的周期; (2)(3)
时粒子的位置坐标; 时粒子的速度。
4、如图,一半径为R的圆表示一柱形区域的横截面(纸面).在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场,一质量为m、电荷量为q 的粒子沿图中直线在圆上的a点射入柱形区域,在圆上的b点离开该区域,离开时速度方向与直线垂直.圆心O到直线的距离为3/5R.现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线的匀强电场,同一粒子以同样速度沿直线在a点射入柱形区域,也在b点离开该区域.若磁感应强度大小为B,不计重力,求电场强度的大小.
5、如图所示,二块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上。两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面,从喷口连续不断喷出质量均为m、水平速度均为v0、带相等电荷量的墨滴。调节电源电压至U,墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动,进入电场、磁场共存区域后,最终垂直打在下板的M点。
(1)判断墨滴所带电荷的种类,并求其电荷量; (2)求磁感应强度B的值;
(3)现保持喷口方向不变,使其竖直下移到两板中间位置。为了使墨滴仍能到达下板M点应将磁感应强度调至B',则B'的大小为多少?
6、(12分)如图所示,坐标平面第Ⅰ象限内存在大小为E=4×10 5 N/C、方向水平向左的匀强电场,在第Ⅱ象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场.质荷比为M/Q =4×10 -10 kg/C的带正电粒子从x轴上的A点以初速度v 0 =2×10 7 m/s垂直x轴射入电场,OA=0.2 m,不计重力.求:
(1)粒子经过y轴时的位置到原点O的距离;
(2)若要求粒子不能进入第三象限,求磁感应强度B的取值范围(不考虑粒子第二次进入电场后的运动情况.)
7、
如下图甲所示,在以O为坐标原点的xOy平面内,存在着范围足够大的电场和磁场.一个带正电小球在0时刻以v0=3gt0的初速度从O点沿+x方向(水平向右)射入该空间,在t0时刻该空间同时加上如下图乙所
示的电场和磁场,其中电场沿+y方向(竖直向上),场强大小E0=
磁场垂直于xOy平面向外,磁感应强度大小B0=
.已知小球的质量为m,带电量为q,时间单位t0,当地重力加速度g,空气阻力不计.试求:
π
m qt0
mg q
(1)12t0末小球速度的大小.
(2)在给定的xOy坐标系中,大体画出小球在0到24t0内运动轨迹的示意图. (3)30t0内小球距x轴的最大距离.
8、(18分)如图所示,与纸面垂直的竖直面MN的左侧空间中存在竖直向上场强大小为匀强电场(上、下及左侧无界)。一个质量为球,在
时刻以大小为
、电量为
的
的可视为质点的带正电小
时刻在电场所
的水平初速度向右通过电场中的一点P,当
在空间中加上一如图所示随时间周期性变化的磁场,使得小球能竖直向下通过D点,D为电场中小球初速度方向上的一点,PD间距为 ,D到竖直面MN的距离DQ为度垂直纸面向里为正.
.设磁感应强
(1)试说明小球在0—
时间内的运动情况,并在图中画出运动的轨迹;
、
、 、 、 来表示);
(2)试推出满足条件时 的表达式(用题中所给物理量
(3)若小球能始终在电场所在空间做周期性运动.则当小球运动的周期最大时,求出磁感应强度
及运动的最大周期 的表达式(用题中所给物理量
、 、
、 来表示)。
9、如图20所示为一横截面为正方形的阴极,边长为a=1cm,它可沿水平方向均匀发射出初速度为零的电子流,该电子流经过U0=125V的加速电场加速,进入一偏转电场,偏转电场的极板长 =4cm,极板间距离d=3cm,两极板间电压U=250V,偏转电场的上极板与阴极的上表面平齐,在极板的右端有宽度为L的匀强磁场,已知磁感应强度B=5×10-4T,电子的质量m=9×10-31kg,电量e=1.6×10-19C.
(1)求从偏转电场中射出的电子数与从阴极发出的电子数的比值n
(2)要使电子不能从磁场右侧边界射出来,磁场宽度L应满足什么条件?
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