试题
试题
试卷
搜索
高中数学
小学
数学
语文
英语
初中
数学
语文
英语
物理
化学
生物
地理
历史
思品
高中
数学
语文
英语
物理
化学
生物
地理
历史
政治
首页
我的试题
试卷
自动组卷
教材版本:
全部
课本:
全部
题型:
全部
难易度:
全部
容易
一般
较难
困难
年级:
全部
一年级
二年级
三年级
四年级
五年级
六年级
年级:
全部
初一
初二
初三
年级:
全部
高一
高二
高三
年份:
全部
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010-2007
2000-2006
地区:
全部
北京
上海
天津
重庆
安徽
甘肃
广东
广西
贵州
海南
河北
河南
湖北
湖南
吉林
江苏
江西
宁夏
青海
山东
山西
陕西
西藏
新疆
浙江
福建
辽宁
四川
黑龙江
内蒙古
如图甲所示,水平加速电场的加速电压为U0,在它的右侧有由水平正对放置的平行金属板a、b构成的偏转电场,已知偏转电场的板长L=0.10 m,板间距离d=5.0×10-2m,两板间接有如图15乙所示的随时间变化的电压U,且a板电势高于b板电势。在金属板右侧存在有界的匀强磁场,磁场的左边界为与金属板右侧重合的竖直平面MN,MN右侧的磁场范围足够大,磁感应强度B=5.0×10-3T,方向与偏转电场正交向里(垂直纸面向里)。质量和电荷量都相同的带正电的粒子从静止开始经过电压U0=50V的加速电场后,连续沿两金属板间的中线OO′方向射入偏转电场中,中线OO′与磁场边界MN垂直。已知带电粒子的比荷=1.0×108C/kg,不计粒子所受的重力和粒子间的相互作用力,忽略偏转电场两板间电场的边缘效应,在每个粒子通过偏转电场区域的极短时间内,偏转电场可视作恒定不变。(1)求t=0时刻射入偏转电场的粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离;(2)求粒子进入磁场时的最大速度;(3)对于所有进入磁场中的粒子,如果要增大粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离,应该采取哪些措施?试从理论上推理说明。试题及答案-解答题-云返教育
试题详情
如图甲所示,水平加速电场的加速电压为U
0
,在它的右侧有由水平正对放置的平行金属板a、b构成的偏转电场,已知偏转电场的板长L=0.10 m,板间距离d=5.0×10
-2
m,两板间接有如图15乙所示的随时间变化的电压U,且a板电势高于b板电势。在金属板右侧存在有界的匀强磁场,磁场的左边界为与金属板右侧重合的竖直平面MN,MN右侧的磁场范围足够大,磁感应强度B=5.0×10
-3
T,方向与偏转电场正交向里(垂直纸面向里)。质量和电荷量都相同的带正电的粒子从静止开始经过电压U
0
=50V的加速电场后,连续沿两金属板间的中线OO′方向射入偏转电场中,中线OO′与磁场边界MN垂直。已知带电粒子的比荷
=1.0×10
8
C/kg,不计粒子所受的重力和粒子间的相互作用力,忽略偏转电场两板间电场的边缘效应,在每个粒子通过偏转电场区域的极短时间内,偏转电场可视作恒定不变。
(1)求t=0时刻射入偏转电场的粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离;
(2)求粒子进入磁场时的最大速度;
(3)对于所有进入磁场中的粒子,如果要增大粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离,应该采取哪些措施?试从理论上推理说明。
试题解答
见解析
(1)设经过加速电场加速后,粒子的速度为v
0
,根据动能定理有
,解得
.由于t=0时刻偏转电场的场强为零,所以此时射入偏转电场的粒子将匀速穿过电场而以v
0
的速度垂直磁场边界进入磁场中,在磁场中的运动轨迹为半圆。
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r,由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得
解得
所以粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离d=2r=0.40m
(2)设粒子以最大偏转量离开偏转电场,即轨迹经过金属板右侧边缘处,进入磁场时a、b板的电压为U
m
,则粒子进入偏转电场后,加速度
水平方向 L=v
0
t
竖直方向
解得
所以,电压U
m
=25V时对应粒子进入磁场的速度最大,设最大速度大小为v
m
,方向与OO′的夹角为
,则对于粒子通过加速电场和偏转电场的过程,根据动能定理有:
解得
,即?
(或
,即
)
(说明:计算结果带有根号,结果正确的同样得分)
(3)设任意时刻进入磁场的粒子,其进入磁场时速度方向与OO′的夹角为
,则其速度大小
粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径
由如图所示的几何关系可知,粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离
所以要增大粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离x,应该减小匀强磁场的磁感应强度B,或增大加速电压U
0
标签
必修2
沪科版
解答题
高中
物理
匀速圆周运动
相关试题
甲、乙两个做匀速圆周运动的质点,它们的加速度之比为2:1,线速度之比为2:3,那么下列说法中正确的是?
下列说法正确的是 .2成正比?
对于做匀速圆周运动的质点,下列说法正确的是?
如图所示,把一个小球放在玻璃漏斗中,晃动漏斗,可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。小球的向心力由以下哪个力提供?
多项式是_______次_______项式.?
当x=1时,代数式的值为3,则代数式﹣2a﹣b﹣2的值为_________.?
把下列各数填在相应的大括号里(填序号).正数集合{ };负整数集合{ };整数集合{ };负分数集合{ }.?
下列哪个事例不能证明地球的形状?
下列现象中,能说明地球是球体形状的是?
我们生活的地球的形状应该是?
第1章 怎样研究抛体运动
1.1 飞机投弹与平抛运动
互成角度的两个匀速直线运动的合成
平抛物体与自由落体同时落地
平抛运动
曲线运动
物体做曲线运动的条件
运动的合成和分解
第2章 研究圆周运动
2.1 怎样描述圆周运动
线速度、角速度和周期、转速
向心加速度
向心力
匀速圆周运动
第3章 动能的变化与机械功
3.1 探究动能变化跟功的关系
动能
动能和势能的相互转化
功的概念
功的计算
功能关系
第4章 能量守恒与可持续发展
4.1 势能的变化与机械功
弹性势能
重力势能
重力势能的变化与重力做功的关系
第5章 万有引力与航天
5.1 从托勒密到开普勒
开普勒定律
MBTS ©2010-2016
edu.why8.cn
关于我们
联系我们
192.168.1.1路由器设置
Free English Tests for ESL/EFL, TOEFL®, TOEIC®, SAT®, GRE®, GMAT®