如圖所示，位于A板附近的放射源連續(xù)放出質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子，從靜止開始經(jīng)極板A、B間加速后，沿中心線方向進(jìn)入平行極板C、D間的偏轉(zhuǎn)電場，飛出偏轉(zhuǎn)電場后進(jìn)入右側(cè)的有界勻強(qiáng)磁場，最后從磁場左邊界飛出。已知A、B間電壓為U0；極板C、D長為L，間距為d；磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里，磁場的左邊界與C、D右端相距L，且與中心線垂直。不計粒子的重力及相互間的作用。
小題1:若極板C、D間電壓為U，求粒子離開偏轉(zhuǎn)電場時垂直于偏轉(zhuǎn)極板方向的偏移距離；
小題2:試證明：離開偏轉(zhuǎn)電場的粒子進(jìn)、出磁場位置之間的距離與偏轉(zhuǎn)電壓無關(guān)；
小題3:若極板C、D間電壓有緩慢的微小波動，即電壓在(U－ΔU)至(U＋ΔU)之間微小變化，每個粒子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場時所受電場力視為恒力，且粒子均能從偏轉(zhuǎn)電場中飛出并進(jìn)入磁場，則從磁場左邊界有粒子飛出的區(qū)域?qū)挾榷啻螅?br />

小題1:
小題2:進(jìn)、出磁場位置之間的距離h與偏轉(zhuǎn)電壓U無關(guān)
小題3:
（1）根據(jù)動能定理和運(yùn)動學(xué)公式 有
          （2分）
                 （1分）
                 （1分）
                （1分）
               （1分）
（2）設(shè)粒子離開偏轉(zhuǎn)電場時速度為v，速度v的偏向角為θ，在磁場中軌道半徑為r
根據(jù)動能定理 牛頓第二定律和幾何關(guān)系 有


                （1分）
               （1分）
               （1分）
解得  （1分）
可知：進(jìn)、出磁場位置之間的距離h與偏轉(zhuǎn)電壓U無關(guān) （1分）
（3）設(shè)質(zhì)子進(jìn)入磁場時的位置離中心線的距離為Y

                  （2分）
                                    （1分）
解得：    （1分）
由（2）問結(jié)論可知：
從磁場邊界有粒子飛出的區(qū)域?qū)挾?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241306346481134.png" style="vertical-align:middle;" />   （1分）
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

一種稱為“質(zhì)量分析器”的裝置如圖所示。A表示發(fā)射帶電粒子的離子源，發(fā)射的粒子在加速管B中加速，獲得一定速率后于C處進(jìn)入圓形細(xì)彎管（四分之一圓�。�，在磁場力作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，然后進(jìn)入漂移管道D。若粒子質(zhì)量不同、或電量不同、或速率不同，在一定磁場中的偏轉(zhuǎn)程度也不同。如果偏轉(zhuǎn)管道中心軸線的半徑一定，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定，粒子的電荷和速率一定，則只有一定質(zhì)量的粒子能自漂移管道D中引出。已知帶有正電荷q=1.6×10-19的磷離子質(zhì)量為m=51.1×10-27kg，初速率可認(rèn)為是零，經(jīng)加速管B加速后速率為v=7.9×105m/s。求（都保留一位有效數(shù)字）：
⑴加速管B兩端的加速電壓應(yīng)為多大？
⑵若圓形彎管中心軸線的半徑R=0.28m，為了使磷離子自漂移管道引出，則圖中虛線所圍正方形區(qū)域內(nèi)應(yīng)加磁感應(yīng)強(qiáng)度為多大的勻強(qiáng)磁場？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖a所示，一個質(zhì)量為m = 2.O×1O-11kg，電荷量q =1.O×1O-5C的帶負(fù)電粒子(重力忽略不計)，從靜止開始經(jīng)U1=100V電壓加速后，垂直于場強(qiáng)方向進(jìn)入兩平行金屬板間的勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場。偏轉(zhuǎn)電場的電壓U2=100V，金屬板長L=20cm，兩板間距d =1Ocm．

小題1:粒子進(jìn)人偏轉(zhuǎn)電場時的速度v0大�。�
小題2:粒子射出偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)角θ；
小題3:在勻強(qiáng)電場的右邊有一個足夠大的勻強(qiáng)磁場區(qū)域。若以粒子進(jìn)入磁場的時刻為t =0，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向隨時間的變化如圖b所示，圖中以磁場垂直于紙面向內(nèi)為正。如圖建立直角坐標(biāo)系(坐標(biāo)原點為微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時初速度方向與磁場的交邊界點)。求在t =×10-6s時粒子的位置坐標(biāo)(X，Y)。(答案可以用根式表示，如用小數(shù)，請保留兩位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，水平方向的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場互相垂直，豎直的絕緣桿上套有一帶負(fù)電的小環(huán)。小環(huán)由靜止開始下落的過程中，所受的摩擦力：
A．始終不變B．先增大后不變。
C．先減小最后為零D．先減小后增大，最后不變。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

邊長為h的正方形金屬導(dǎo)線框，從圖所示的初始位置由靜止開始下落，通過一勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直于線框平面，磁場區(qū)寬度等于H，H＞h。從線框開始下落到完全穿過磁場區(qū)的整個過程中
A．線框中總是有感應(yīng)電流存在
B．線框受到的磁場力的合力的方向有時向上，有時向下
C．線框運(yùn)動的方向始終是向下的
D．線框速度的大小不一定總是在增加

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，勻強(qiáng)電場區(qū)域和勻強(qiáng)磁場區(qū)域是緊鄰的且寬度相等均為d，電場方向在紙平面內(nèi)，而磁場方向垂直紙面向里．一帶正電粒子從O點以速度v0沿垂直電場方向進(jìn)入電場．在電場力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從A點離開電場進(jìn)入磁場，離開電場時帶電粒子在電場方向的偏移量為d，當(dāng)粒子從C點穿出磁場時速度方向與進(jìn)入電場O點時的速度方向一致，不計帶電粒子的重力，求：

小題1:粒子從C點穿出磁場時的速度v.
小題2:電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的比值.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，質(zhì)量為m，帶電荷量為－q的微粒以速度v與水平方向成45°角進(jìn)入勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里．如果微粒做勻速直線運(yùn)動，則下列說法正確的是(　　)
A．微粒受電場力、洛倫茲力、重力三個力作用
B．微粒受電場力、洛倫茲力兩個力作用
C．勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E＝
D．勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（10分） 如圖所示，電動機(jī)帶著繃緊的傳送帶始終以v0＝2 m/s的速度運(yùn)動，傳送帶與水平面的夾角θ＝30°，現(xiàn)把一質(zhì)量為m＝10kg的工件輕輕地放在皮帶的底端，經(jīng)過一段時間后，工件送到高h(yuǎn)＝2m的平臺上，已知工件與皮帶之間的動摩擦因數(shù)除此之外，不記其他損耗。求電動機(jī)由于傳送工件多消耗的電能。（取g＝10 m/s2）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，虛線上方有方向豎直向下的勻強(qiáng)電場，虛線上下有相同的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向外，ab是一根長為的絕緣細(xì)桿，沿電場線放置在虛線上方，b端恰在虛線上，將一套在桿上的帶電量為q、質(zhì)量為m的小環(huán)（小環(huán)重力忽略不計），從a端由靜止釋放后，小環(huán)先作加速運(yùn)動，后作勻速運(yùn)動到達(dá)b端，已知小環(huán)與絕緣桿間的動摩擦系數(shù)為μ，當(dāng)小環(huán)脫離桿進(jìn)入虛線下方后，運(yùn)動軌跡是半圓，圓的半徑是，求：
（1）小環(huán)到達(dá)b點的速度；
（2）勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E。

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