如圖11-3-14所示，M、N為兩塊帶等量異種電荷的平行金屬板，S1、S2為板上正對(duì)的小孔，N板右側(cè)有兩個(gè)寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向分別垂直于紙面向外和向里，磁場(chǎng)區(qū)域右側(cè)有一個(gè)熒光屏.取屏上與S1、S2共線的O點(diǎn)為原點(diǎn)，向上為正方向建立x軸，M板左側(cè)電子槍發(fā)射出的熱電子經(jīng)小孔S1進(jìn)入兩板間，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，初速度可以忽略.求：
（1）當(dāng)兩板間電勢(shì)差為U0時(shí)，求從小孔S2射出的電子的速度v0.
（2）求兩金屬板間電勢(shì)差U在什么范圍內(nèi)，電子不能穿過磁場(chǎng)區(qū)域而打到熒光屏上.
（3）若電子能夠穿過磁場(chǎng)區(qū)域而打到熒光屏上，試定性地畫出電子運(yùn)動(dòng)的軌跡.
（4）求電子打到熒光屏上的位置坐標(biāo)x和金屬板間電勢(shì)差U的函數(shù)關(guān)系.

圖11-3-14
(1)  (2)U<  (3)見解析 （4）-(U≥）
（1）根據(jù)動(dòng)能定理，得
eU0=mv02
由此即可解得
v0=.
（2）欲使電子不能穿過磁場(chǎng)區(qū)域而打到熒光屏上，應(yīng)有
r=<d
而eU=mv2
由此即可解得
U<.
（3）電子穿過磁場(chǎng)區(qū)域而打到熒光屏上時(shí)運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示.

（4）若電子在磁場(chǎng)區(qū)域做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r,穿過磁場(chǎng)區(qū)域打到熒光屏上的位置坐標(biāo)為x，則由（3）中的軌跡圖可得
x=2r-2
注意到r=和eU=mv2
所以電子打到熒光屏上的位置坐標(biāo)x和金屬板間電勢(shì)差U的函數(shù)關(guān)系為
x=(-)(U≥).
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

模塊3－5試題
（1）下列說法中正確的是
A．玻爾的三個(gè)假設(shè)成功的解釋了氫原子發(fā)光現(xiàn)象
B．盧瑟福在粒子散射實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了電子
C．居里夫人在原子核人工轉(zhuǎn)變的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了中子
D．愛因斯坦為解釋光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律提出了光子說
（2）假設(shè)高速運(yùn)動(dòng)的粒子與一個(gè)靜止于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中某點(diǎn)的氮核（）發(fā)生正碰。碰后產(chǎn)生兩個(gè)新核，在磁場(chǎng)中形成如圖14所示的兩條半徑分別為R和r (R＞r)的圓形徑跡。其中R是質(zhì)量較小核的經(jīng)跡，r是質(zhì)量較大核的經(jīng)跡。
①請(qǐng)寫出該核反應(yīng)方程；
②求出碰前粒子的速度（質(zhì)子質(zhì)量為m,電量為e）。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖11所示，在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界上有兩個(gè)質(zhì)量和電荷量均相同的正、負(fù)離子，從O點(diǎn)以相同的速度射入磁場(chǎng)中，射入方向均與邊界成θ角.若不計(jì)重力，則正、負(fù)離子在磁場(chǎng)中的下列說法,正確的是（　�。�

圖11
A．運(yùn)動(dòng)的軌道半徑不相同?
B．重新回到邊界的速度大小和方向都相同?
C．重新回到邊界的位置與O點(diǎn)距離不相同?
D．運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實(shí)驗(yàn)題

如圖15-2-12所示，導(dǎo)線AB豎直放置，通電導(dǎo)線框abcd可自由移動(dòng).當(dāng)AB中通以圖示電流時(shí)，導(dǎo)線框怎樣運(yùn)動(dòng)？

圖15-2-12

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實(shí)驗(yàn)題

在赤道上空某處有一豎直的避雷針，當(dāng)帶正電的云經(jīng)過避雷針上方時(shí)，地磁場(chǎng)對(duì)避雷針的作用力方向是__________.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

地球有一個(gè)較強(qiáng)的磁場(chǎng).由于地磁場(chǎng)的作用，可以使從太陽發(fā)出的高能粒子流射向地面時(shí)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，因此起到保護(hù)地球上的生命免受高能粒子流的傷害.已知地球赤道上空地磁場(chǎng)的磁感線方向是由南向北的，從太陽噴射出的質(zhì)子（帶正電）垂直于地面射向赤道，在地磁場(chǎng)作用下，這些質(zhì)子將向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)（   ）
A．向東B．向南C．向西D．向北

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以某固定的正點(diǎn)電荷為中心做順時(shí)針方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向與電子運(yùn)動(dòng)平面（設(shè)為紙面）垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電子運(yùn)動(dòng)速率為v，正電荷與電子帶電荷量均為e，電子質(zhì)量為m，圓周半徑為r，則下列判斷中正確的是（　�。�
A．如果evB>ke2/r2，則磁感線指向紙內(nèi)
B．如果evB＝ke2/r2，則電子運(yùn)動(dòng)的角速度為3eB/2m
C．如果evB<ke2/r2，則電子不能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
D．如果evB<ke2/r2，則電子運(yùn)動(dòng)角速度有兩個(gè)可能值

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖11-3-1所示，在y<0的區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于xy平面并指向紙面外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一帶正電的粒子以速度v0從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)，入射方向在xy平面內(nèi)，與x軸正向的夾角為θ.若粒子射出磁場(chǎng)的位置與O點(diǎn)距離為l，求該粒子的比荷q/m.

圖11-3-1

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，氫原子中電子繞核運(yùn)動(dòng)(設(shè)沿逆時(shí)針)可等效于環(huán)形電流，設(shè)此環(huán)形電流在通過圓心并垂直于圓面的軸線上某一點(diǎn)P處產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度的大小為．現(xiàn)垂直于圓軌道平面加一磁感強(qiáng)度為的外磁場(chǎng)，這時(shí)電子的軌道半徑?jīng)]變，而它的速度發(fā)生了變化．若用表示此時(shí)環(huán)形電流在P點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度的大小，則當(dāng)的方向[　　]
A．垂直紙面向里時(shí)，B．垂直紙面向里時(shí)，
C．垂直紙面向外時(shí)，D．垂直紙面向外時(shí)，
 

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