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（19分）如圖所示，s為一電子發(fā)射槍，可以連續(xù)發(fā)射電子束，發(fā)射出來的電子初速度可視為0，電子經過平行板A、B之間的加速電場加速后，從o點沿x軸正方向進入xoy平面內，在第一象限內沿x、y軸各放一塊平面熒光屏，兩屏的交點為o，已知在y>0、0<x<a的范圍內有垂直紙面向外的勻強磁場，在y>0、x>a的區(qū)域有垂直紙面向里的勻強磁場，大小均為B。已知給平行板AB提供直流電壓的電源E可以給平行板AB提供0~U之間的各類數值的電壓，現調節(jié)電源E的輸出電壓，從0調到最大值的過程中發(fā)現當AB間的電壓為U時，x軸上開始出現熒光。（不計電子的重力）試求：

（1）當電源輸出電壓調至U和U時，進入磁場的電子運動半徑之比r1：r2
（2）兩熒光屏上的發(fā)光亮線的范圍。

（1）（2）

解析試題分析：（1）設電子的質量為m，電量為q，經過和U的電壓加速后速度分別為v1和v2，根據動能定理和牛頓第二定律有：
     ①               （1分）
       ②               （1分）
       ③             （1分）
      ④             （1分）
由①②③④得             （2分）
（2）由題意可知經加速電壓為加速的電子打在y軸最高點此時r1=a：y軸上的發(fā)光范圍為:0<y≤2a                             (3分)
當加速電壓調至后，越過磁場邊界的電子與邊界線相切打在x軸的x=2a處。 （3分）
當加速電壓調至最大值U時，此時飛出的電子打在x軸最遠處，此時運動半徑
由數學知識可知，   ，

故，O2 恰好打在x軸上，所以電子垂直打在x軸上：故    （5分）
故在x軸上的發(fā)光范圍：           （2分）
考點：考查了帶電粒子在電磁場中的運動規(guī)律的綜合應用，難度較大

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

如圖，水平的木板B托著木塊A一起在豎直平面內做勻速圓周運動，從水平位置a沿逆時針方向運動到最高點b的過程中，下列說法正確的是

A．木塊A處于超重狀態(tài)
B．木塊A處于失重狀態(tài)
C．B對A的摩擦力越來越小
D．B對A的摩擦力越來越大

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（14分）處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行光滑金屬導軌相距1m，導軌平面與水平面成θ＝37°角，下端連接電阻或電容器．勻強磁場方向與導軌平面垂直，磁感應強度的大小B＝2T，質量為0.02 kg、電阻不計的金屬棒放在兩導軌上，棒與導軌垂直并保持良好接觸。若將下端連接阻值為R＝20Ω的電阻，如圖所示，(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)

(1) 當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時，求該速度的大�。�
(2) 當金屬棒下滑速度達到0.4m/s時，求加速度的大�。�
(3) 若將下端連接的電阻換成電容為C=10000μF的電容器，求金屬棒下滑的加速度．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(12分)如圖所示，坐標平面第Ⅰ象限內存在大小為E＝4×105 N/C、方向水平向左的勻強電場，在第Ⅱ象限內存在方向垂直紙面向里的勻強磁場．質荷比為＝4×10－10 kg/C的帶正電粒子從x軸上的A點以初速度v0＝2×107 m/s垂直x軸射入電場，OA＝0.2 m，不計重力．求：
(1)粒子經過y軸時的位置到原點O的距離；
(2)若要求粒子不能進入第三象限，求磁感應強度B的取值范圍(不考慮粒子第二次進入電場后的運動情況．)

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，在x＜0的區(qū)域內存在沿y軸負方向的勻強電場，在第一象限傾斜直線OM的下方和第四象限內存在垂直紙面向里的勻強磁場。一帶電粒子自電場中的P點沿x軸正方向射出，恰好經過坐標原點O進入勻強磁場，經磁場偏轉后垂直于y軸從N點回到電場區(qū)域，并恰能返回P點。已知P點坐標為，帶電粒子質量為m，電荷量為q，初速度為v0，不計粒子重力。求：

（1）勻強電場的電場強度大小；
（2）N點的坐標；
（3）勻強磁場的磁感應強度大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(16分)如圖所示，直角坐標系xoy的第一象限內有場強為E方向沿x軸負向的勻強電場，第二象限內有方向沿y軸負向的勻強電場，在的區(qū)域內有方向垂直坐標平面的勻強磁場．一質量為m、電荷量為q的正粒子(不計重力)，從P()點由靜止開始運動， 通過第二象限后經點再進入y≤0區(qū)域，并恰好經過坐標原點O.求

(1)第二象限內勻強電場的場強．
(2)y≤0區(qū)域內勻強磁場的磁感應強度B．
(3)粒子從P到0經歷的時間．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

在如圖所示，x軸上方有一勻強磁場，磁感應強度的方向垂直于紙面向里，大小為B，x軸下方有一勻強電場，電場強度的大小為E，方向與y軸的夾角θ為45o且斜向上方。現有一質量為m電量為q的正離子，以速度v0由y軸上的A點沿y軸正方向射入磁場，該離子在磁場中運動一段時間后從x軸上的C點進入電場區(qū)域，該離子經C點時的速度方向與x軸夾角為45o。 不計離子的重力，設磁場區(qū)域和電場區(qū)域足夠大。 求：

（1）C點的坐標；
（2）離子從A點出發(fā)到第三次穿越x軸時的運動時間；
（3）離子第四次穿越x軸時速度的大小及速度方向與電場方向的夾角.

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，M、N為兩塊帶等量異種電荷的平行金屬板，兩板間電壓可取從零到某一最大值之間的各種數值。靜止的帶電粒子帶電量為+q，質量為m（不計重力），從點P經電場加速后，從小孔 Q進入N板右側的勻強磁場區(qū)域，磁感應強度大小為B，方向垂直于紙面向外，CD為磁場邊界上的一絕緣板，它與N板的夾角為a=45°，孔Q到板的下端C的距離為L。當M、N兩板間電壓取最大值時，粒子恰垂直打在CD板上。求

（1）兩板間電壓的最大值Um；
（2）CD板上可能被粒子打中的區(qū)域的長度
（3）粒子在磁場中運動的最長時間tm。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

質量為m、電荷量為q的帶負電粒子自靜止開始釋放，經M、N板間的電場加速后，從A點垂直于磁場邊界射入寬度為d的勻強磁場中，該粒子離開磁場時的位置P偏離入射方向的距離為L，如圖所示．已知M、N兩板間的電壓為U，粒子的重力不計．求：勻強磁場的磁感應強度B. 

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