如圖所示，電子電量為e=1.6×10-19C，質(zhì)量為m=9.0×10-31kg，在O點(diǎn)以水平速度v0=8.0×106m/s沿極板中心飛入平行板電容器，已知兩極板間距為d=16cm，板長為l=16cm，電子恰好從上極板的邊緣飛出，進(jìn)入垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，區(qū)域足夠大，電子在磁場力的作用下又恰好從下極板邊緣進(jìn)入電場，并在進(jìn)入電場瞬間改變極板電性，電壓大小不變，（電子重力不計）求：
（1）電子第一次通過電場所花的時間．
（2）兩極板間的電壓大�。�
（3）磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多少？
（4）請在圖中畫出電子在電場和磁場中運(yùn)動的所有軌跡（不要求計算）．
（1）粒子在電場中做類似平拋運(yùn)動，平行極板方向，電子做勻速直線運(yùn)動，有：
t=
l
v0
=
0.16
8×106
=2×108s
（2）垂直極板方向，電子做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，有：
y=
1
2
at2
根據(jù)牛頓第二定律，有：
a=
eU
dm

解得：
U=
2mdy
et2
=
2×9×10-31×0.16×
0.16
2
1.6×10-19×(2×108)2
=360V
（3）粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有：
evtB=m
v2t
R

其中：vt=
v20
+(at)2
=8
2
×106m/s
由幾何關(guān)系得：
R=0.8
2
m
故：B=
mvt
eR
=
9×10-31×8
2
×106
1.6×10-19×0.08
2
=5.625×10-4T
（4）如圖所示

答：（1）電子第一次通過電場所花的時間為2×108s．
（2）兩極板間的電壓大小為360V．
（3）磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為5.625×10-4T．
（4）電子在電場和磁場中運(yùn)動的所有軌跡如圖所示．
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：單選題

空間存在一個勻強(qiáng)磁場B，其方向垂直紙面向里，還有一點(diǎn)電荷Q的電場，如圖所示，一帶電粒子-q以初速度v0從圖示位置垂直于電場、磁場入射，初位置到點(diǎn)電荷+Q的距離為r，則粒子在電、磁場中的運(yùn)動軌跡不可能為（　�。�
A．以點(diǎn)電荷+Q為圓心，以r為半徑，在紙平面內(nèi)的圓周
B．初階段在紙面內(nèi)向右偏的曲線
C．初階段在紙面內(nèi)向左偏的曲線
D．沿初速度v0方向的直線

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，光滑軌道ABCD固定在豎直平面內(nèi)，由直軌道AB與圓弧軌道BCD平滑相切對接組成．圓弧的圓心為O點(diǎn)，半徑大小為R，OB與豎直方向OC夾角θ=37°，D點(diǎn)與圓心O點(diǎn)等高；豎直且過B點(diǎn)的直線PQ右側(cè)空間內(nèi)，被水平且過O點(diǎn)、D點(diǎn)的直線MN分為下區(qū)域Ⅰ和上區(qū)域Ⅱ，下區(qū)域Ⅰ內(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為
E1
，上區(qū)域Ⅱ內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為
E2
．質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），從直軌道上A點(diǎn)由靜止開始下滑，A點(diǎn)離軌道最低點(diǎn)C的高度為2R，已知
E1
=
mg
q
，
E2
=
3mg
4q
，求：
（1）小滑塊滑到C點(diǎn)時對軌道壓力大��；
（2）小滑塊離開D點(diǎn)后，運(yùn)動到與D點(diǎn)等高時，距D點(diǎn)的水平距離；
（3）小滑塊離開D點(diǎn)后，在區(qū)域Ⅱ運(yùn)動過程中，經(jīng)多長時間，它所受合外力的瞬時功率最�。�

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示的坐標(biāo)系xoy中，M、P為與x軸垂直放置的足夠大平板，其中M板位于x=0處．P為感光板位于x=2d處，N為位于x=d處的與P板平行的界面．位于坐標(biāo)原點(diǎn)處的粒子源，可以向xov平面內(nèi)y軸右側(cè)的各個方向發(fā)射質(zhì)量為m，電荷量為q、速率均相同的帶正電粒子，在d≤x≤2d的區(qū)域內(nèi)存在垂直坐標(biāo)平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場．粒子源沿x軸方向射出的粒子恰好打不到P上，不計粒子重力
（1）求從粒子源射出的粒子速率v0．
（2）若在M、N之間加上水平向有的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小E=
3qdB2
2m
，則感光板p上被粒子打中區(qū)域的長度多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，在x軸上方存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，一對正、負(fù)電子（質(zhì)量m，電荷量為e）從x軸上的O點(diǎn)以速度v斜向上射入磁場中，速度方向與x軸的夾角為45°并與磁場方向垂直．正電子在磁場中運(yùn)動一段時間后，從x軸上的M點(diǎn)射出磁場．負(fù)電子在磁場中運(yùn)動一段時間后，從x軸上的N點(diǎn)射出磁場．求：
（1）畫出正、負(fù)電子的運(yùn)動軌跡，在x軸上標(biāo)出M、N的位置
（2）MN兩點(diǎn)間的距離
（3）正電子在磁場中運(yùn)動的時間．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖為裝置的垂直截面圖，虛線A1A2是垂直截面與磁場區(qū)邊界面的交線，勻強(qiáng)磁場分布在A1A2的右側(cè)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T，方向垂直紙面向外，A1A2與垂直截面上的水平線夾角為45°．在A1A2左側(cè)，固定的薄板和等大的擋板均水平放置，它們與垂直截面交線分別為S1、S2，相距L=0.2m．在薄板上P處開一小孔，P與A1A2線上點(diǎn)D的水平距離為L．在小孔處裝一個電子快門．起初快門開啟，一旦有帶正電微粒通過小孔，快門立即關(guān)閉，此后每隔T=3.0×10-3s開啟一次并瞬間關(guān)閉．從S1S2之間的某一位置水平發(fā)射一速度為v0的帶正電微粒，它經(jīng)過磁場區(qū)域后入射到P處小孔．通過小孔的微粒與檔板發(fā)生碰撞而反彈，反彈速度大小是碰前的0.5倍．
（1）通過一次反彈直接從小孔射出的微粒，其初速度v0應(yīng)為多少？
（2）求上述微粒從最初水平射入磁場到第二次離開磁場的時間．（忽略微粒所受重力影響，碰撞過程無電荷轉(zhuǎn)移．已知微粒的荷質(zhì)比
q
m
=1.0×103C/kg．只考慮紙面上帶電微粒的運(yùn)動）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，一束電子（電荷量為e）以速度v垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，寬度為d的勻強(qiáng)磁場中，穿過磁場時速度方向與電子原來入射方向的夾角是30°，則電子的質(zhì)量是多少？電子穿過磁場的時間是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

圖為測量某種離子的比荷的裝置．讓中性氣體分子進(jìn)入電離室A，在那里被電離成離子．這些離子從電離室的小孔飄出，從縫S1進(jìn)入加速電場被加速，然后讓離子從縫S2垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，最后打在底片上的P點(diǎn)．已知加速電壓為U，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，縫S2與P之間的距離為a，離子從縫S1進(jìn)入電場時的速度不計，求該離子的比荷
q
m
．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，水平地面上方有一絕緣彈性豎直薄檔板，板高h(yuǎn)=3m，與板等高處有一水平放置的小籃筐，筐口中心距擋板s=1m．圖示空間同時存在著勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，而勻強(qiáng)電場未在圖中畫出．質(zhì)量m=1×10-3kg、電量q=-2×10-3C的帶電小球a（視為質(zhì)點(diǎn)），自擋板下端以某一水平速度v0開始向左運(yùn)動，與質(zhì)量相等，靜止不帶電小球b（視為質(zhì)點(diǎn)）發(fā)生彈性碰撞．b球向左側(cè)運(yùn)動恰能做勻速圓周運(yùn)動，若b球與檔板相碰后以原速率彈回，且碰撞時間不計，碰撞時電量不變，b小球最后都能從筐口的中心處落入筐中．（g取10m/s2，可能會用到三角函數(shù)值sin37°=0.6，cos37°=0.8）．試求：
（1）碰撞后兩小球速度大小
（2）電場強(qiáng)度的大小與方向；
（3）小球運(yùn)動的可能最大速率；
（4）b小球運(yùn)動的可能最長時間．

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同步練習(xí)冊答案