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S为电子源,它只能在如图所示纸面上的360°范围内发射速率相同、质量为m、电量为...

S为电子源,它只能在如图所示纸面上的360°范围内发射速率相同、质量为m、电量为e的电子,MN是一块竖直挡板,与S的水平距离OS=L,挡板左侧充满垂直纸面向里的匀强磁场,磁感强度为B

l)要使S发射的电子能到达挡板,则发射电子的速度至少多大?

2)若S发射电子的速度为时,挡板被电子击中范围多大?(要求指明S在哪个范围内发射的电子可以击中挡板,并在图中画出能击中挡板距O上下最远的电子的运动轨道)

 

(1) (2)(十l)L 【解析】 (1)磁场中由牛顿第二定律知 由连续旋转法和连续放缩法知速度竖直向上且轨迹圆与挡板相切时速度最小。由几何关系知 联立解得: (2)若S发射电子速率,由牛顿第二定律知 联立解得: r′=L。 电子的速度大小不变方向变化,因此用连续旋转法找临界圆。轨迹圆与挡板相切于b点时,由几何关系知 bO= r′=L。 由SO逆时针转1800的范围内发射的电子都能击中挡板,落点是b→O→b′→a→b′。轨迹圆O′与挡板的交点a是上方最远点,由几何关系知 Oa==。 挡板能被电子击中的范围是a→b,击中下方b点的的电子轨迹如图所示,高度 h=bO+Oa=(+1)L。  
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考点分析:
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如图所示,一半径为R的绝缘圆筒中有沿轴线方向的匀强磁场,磁感应强度为B,一质量为m,带电荷量为q的正粒子(不计重力)以速度为v从筒壁的A孔沿半径方向进入筒内,设粒子和筒壁的碰撞无电荷量和能量的损失,那么要使粒子与筒壁连续碰撞,绕筒壁一周后恰好又从A孔射出。问:

(1)磁感应强度B的大小必须满足什么条件?

(2)粒子在筒中运动的时间为多少?

 

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如图所示,半径R=10cm的圆形匀强磁场区域边界跟y轴相切于坐标系原点o,磁感强度B=0.332T,方向垂直于纸面向里.在O处有一放射源,可沿纸面向各个方向射出速率均为v=3.2×106m/sα粒子,已知α粒子的质量m=6.64×1027kg,电量q=3.2×1019C.求:

(1)画出α粒子通过磁场空间做圆运动的圆心点轨迹,并说明作图的依据.

(2)求出α粒子通过磁场空间的最大偏转角.

(3)再以过O点并垂直于纸面的直线为轴旋转磁场区域,能使穿过磁场区且偏转角最大的α粒子射到正方向的y轴上,则圆形磁场区的直径OA至少应转过多大角度?

 

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如图所示,直线MN上方有平行于纸面且与MN45°斜向下的匀强电场,MN下方有垂直于纸面向里的匀强磁场。一带正电的粒子以速度vMN线上的O点垂直电场和磁场方向射入磁场。粒子第一次到MN边界线,并从P点进入电场。已知粒子带电量为q,质量为mOP之间的距离为L,匀强电场强度为E,不计粒子的重力。求:

1)磁感应强度B

2)粒子从O点开始到第四次到达MN边界线的总时间t

 

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如图,在坐标系xOy的第二象限存在匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面向里;第三象限内有沿x轴正方向的匀强电场;第四象限的某圆形区域内存在一垂直于xOy平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为第二象限磁场磁感应强度的4倍。一质量为m、带电荷量为qq>0)的粒子以速率vy轴的A点斜射入磁场,经x轴上的C点以沿y轴负方向的速度进入电场,然后从y轴负半轴上的D点射出,最后粒子以沿着y轴正方向的速度经过x轴上的Q点。已知OA=OC=dOD=OQ=4d,不计粒子重力。

1)求第二象限磁感应强度B的大小与第三象限电场强度E的大小;

2)求粒子由AD过程所用的时间;

3)试求第四象限圆形磁场区域的最小面积。

 

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在直角坐标系xOy中,第二象限有垂直于纸面的匀强磁场(图中未画出),第一象限三角形OPM区域有如图所示的匀强电场,电场线与y轴的夹角、MPx轴的夹角均为30°,已知P点的坐标为(9l0),在以O为圆心的环状区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,外圆与直线MP相切于P点,内外圆的半径分别为l2l。一质量为m,电荷量为q的正电粒子以速度v0由坐标为(-l0)的A点沿与y轴平行的方向射入第二象限匀强磁场中,经磁场偏转由坐标为(0)的B点进入匀强电场,经电场偏转恰由P点进入环状磁场区域,不计粒子重力,求:

1)第二象限匀强磁场磁感应强度的大小;

2)匀强电场的电场强度大小;

3)要使粒子在环状磁场区域内做完整的圆周运动,求环状区域匀强磁场的磁感应强度的取值范围。

 

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