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如图所示,M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板,两板间电压可取从零到某一最大值...

如图所示,MN为两块带等量异种电荷的平行金属板,两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值。静止的带电粒子带电荷量为+q,质量为m(不计重力),从点P经电场加速后,从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,CD为磁场边界上的一绝缘板,它与N板的夹角θ45°,孔Q到板的下端C的距离为L,当MN两板间电压取最大值时,粒子恰垂直打在CD板上,求:

1)两板间电压的最大值Um

2CD板上可能被粒子打中区域的长度s

3)粒子在磁场中运动的最长时间tm

 

(1)两板间电压的最大值为; (2)CD板上可能被粒子打中的区域的长度x为; (3)粒子在磁场中运动的最长时间为。 【解析】 (1)粒子恰好垂直打在CD板上,根据粒子的运动的轨迹,可以求得粒子运动的半径,由半径公式可以求得电压的大小; (2)当粒子的运动的轨迹恰好与CD板相切时,这是粒子能达到的最下边的边缘,在由几何关系可以求得被粒子打中的区域的长度. (3)打在QE间的粒子在磁场中运动的时间最长,均为半周期,根据周期公式即可求解。 (1)M、N两板间电压取最大值时,粒子恰垂直打在CD板上,所以圆心在C点,CH=QC=L,故半径R1=L,又因 所以 (2)设轨迹与CD板相切于K点,半径为R2,在△AKC中: 所以 即KC长等于 所以CD板上可能被粒子打中的区域即为HK的长度 (3)打在QE间的粒子在磁场中运动的时间最长,均为半周期: 所以
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一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B,方向垂直纸而向里的匀强磁场,矩形区域的左边界ad宽为L,现从ad中点O垂直于磁场射入一带电粒亍,速度大小为v方向与ad边夹角为30°,如图所示.已知粒子的电荷量为q,质量为m(重力不计).

求:(1)若拉子带负电,且恰能从d点射出磁场,v的大小

(2)若粒子带正电,使粒子能从ab边射出磁场,求拉子从ab边穿出的最短时间

 

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在一个边界为等边三角形的区域内,存在一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场,在磁场边界上的P点有一个粒子源,发出比荷相同的三个粒子abc(不计重力)沿同一方向进入磁场,三个粒子通过磁场的轨迹如图所示,用tatbtc分别表示abc通过磁场的时间;用rarbrc分别表示abc在磁场中的运动半径,则下列判断正确的是( )

A.ta=tbtc B.tctbta

C.rbrarc D.rcrbra

 

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平面OM和平面ON之间的夹角为30°,其横截面(纸面)如图所示,平面OM上方存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m,电荷量为qq>0)。粒子沿纸面以大小为v的速度从OM的某点向左上方射入磁场,速度与OM30°角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点,并从OM上另一点射出磁场。不计粒子重力。则粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为

A. B. C. D.

 

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如图所示,宽度为d的匀强有界磁场,磁感应强度为BMNPQ是磁场左右的两条边界线,现有一质量为m,电荷量为q的带正电粒子沿图示方向垂直射入磁场中,θ=45o,要使粒子不能从右边界PQ射出,求粒子入射速率的最大值为多少?

 

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如图所示,两平行边界线MNPQ之间存在一方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T;磁场左边界MN上有一个粒子源A,能够在磁场中沿纸面向任意方向射出比荷为的带正电的粒子,粒子速度大小均为。已知沿方向射出的粒子恰不会从磁场右边界PQ飞出,不计粒子重力。求:

(1)磁场宽度d

(2)磁场中有粒子经过的区域的面积S

(3)若磁感应强度随时间按图所示规律变化(以垂直纸面向里为正方向),粒子在磁 感应强度为的磁场中做匀速圆周运动的周期为T (T未知),要使t=0时刻从M 点沿AN方向射入磁场的粒子能从右边界上与QP角斜向上飞出磁场,求磁感应强度应满足的条件。

 

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