如圖所示，離子源產(chǎn)生的初速度為零、帶電量均為、質(zhì)量不同的正離子，被電壓為的加速電場加速后勻速通過準(zhǔn)直管，在到兩極板等距離處垂直射入平行板間的勻強偏轉(zhuǎn)電場，平行板間的電壓為．偏轉(zhuǎn)后通過極板上的小孔離開電場．經(jīng)過一段勻速直線運動，垂直于邊界進(jìn)入磁感強度大小為、方向垂直于紙面向外的勻強磁場，已知．（忽略粒子所受重力）
（1）試求質(zhì)量為的正離子在磁場中做圓周運動的半徑；
（2）若質(zhì)量為的正離子恰好垂直打在的中點處，試求能打在邊上的正離子的質(zhì)量范圍．
（1）設(shè)正離子從小孔處射出時的速度大小為，則從點到小孔的過程中，由動能定理得：……………………………………………①（2分）
解得：………………………②（1分）
設(shè)質(zhì)量為的離子在磁場中做圓周運動的半徑為，則：
………………………………③（2分）
聯(lián)立②③兩式，解得：
……………………………④（2分）
（2）如圖所示，設(shè)能打在邊界上、兩點的正離子的質(zhì)量分別為、，速度大小分別為、，軌道半徑分別為，，則：

………………………………………………………………⑤（2分）
………………………………………………………⑥（1分）
……………………………………………………………⑦（1分）
……………………………………………………⑧（1分）
…………………………………………………………⑨（1分）
………………………………………………………………⑩（1分）
聯(lián)立④⑤⑥⑦⑧⑨⑩式，解得：
……………………………………………………………………（1分）
……………………………………………………………（1分）
則能打在邊界上的正離子的質(zhì)量范圍為：……………（2分）
略
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：計算題

一質(zhì)量為M =" 0.8" kg的中空的、粗細(xì)均勻的、足夠長的絕緣細(xì)管，其內(nèi)表面粗糙、外表面光滑；有一質(zhì)量為m =" 0.2" kg、電荷量為q =" 0.1" C的帶正電小滑塊以水平向右的速度進(jìn)入管內(nèi)，如圖甲。細(xì)管置于光滑的水平地面上，細(xì)管的空間能讓滑塊順利地滑進(jìn)去，示意圖如圖乙。運動過程中滑塊的電荷量保持不變�？臻g中存在垂直紙面向里的水平勻強磁場，磁感強度為B =" 1.0" T。（取水平向右為正方向，g =" 10" m/s2）
(1)滑塊以v0 = 10 m/s的初速度進(jìn)入管內(nèi)，則系統(tǒng)最終產(chǎn)生的內(nèi)能為多少?
(2)滑塊最終的穩(wěn)定速度vt取決于滑塊進(jìn)入細(xì)管時的初速度v0，請以滑塊的初速度v0為橫坐標(biāo)、滑塊最終穩(wěn)定時的速度vt 為縱坐標(biāo)，在丙圖中畫出滑塊的vt—v0圖象（只需畫出v0的取值范圍在0至60 m/s的圖象）。
 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，BC是半徑為R的1/4圓弧形光滑絕緣軌道，軌道位于豎直平面內(nèi)，其下端與水平絕緣軌道平滑連接，整個軌道處在水平向左的勻強電場中，電場強度為E�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電小滑塊（體積很小可視為質(zhì)點），在BC軌道的D點釋放后可以靜止不動。已知OD與豎直方向的夾角為α =37°，隨后把它從C點由靜止釋放，滑到水平軌道上的A點時速度減為零。若已知滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為=0.25，且sin370 ="0.6 " cos370 ="0.8 " tan37°=0.75。取重力加速度為g求：

小題1:滑塊的帶電量q1和帶電種類；
小題2:水平軌道上A、B兩點之間的距離L；
小題3:滑塊從C點下滑過程中對軌道的最大壓力；

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，在平面內(nèi)存在均勻、大小隨時間周期性變化的磁場和電場，變化規(guī)律分別如圖乙、丙所示（規(guī)定垂直紙面向里為磁感應(yīng)強度的正方向、沿y軸正方向電場強度為正）.在t=0時刻由原點O發(fā)射初速度大小為，方向沿y軸正方向的帶負(fù)電粒子（不計重力）．其中已知、E0，且，粒子的比荷，x軸上有一點A，坐標(biāo)為（）
（1）求時帶電粒子的位置坐標(biāo).
（2）粒子運動過程中偏離軸的最大距離
（3）粒子經(jīng)多長時間經(jīng)過A點.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

電子激光器是利用高速電子束射入方向交替變化的磁場，使電子在磁場中擺動著前進(jìn)而產(chǎn)生激光的一種裝置。在磁場中建立與磁場方向垂直的平面坐標(biāo)系xoy，如圖甲所示。方向交替變化的磁場隨x坐標(biāo)變化的圖線如圖乙所示，每個磁場區(qū)域的寬度均為L= 0.30m，磁場的磁感應(yīng)強度大小B 0 = 3.75×10-4 T，規(guī)定磁場方向垂直紙面向里為正方向�，F(xiàn)將初速度為零的電子經(jīng)電壓U = 4.5×103 V的電場加速后，從坐標(biāo)原點沿y軸正方向射入磁場。電子電荷量e為1.6×10-19C，電子質(zhì)量m取9.0×10-31Kg，不計電子的重力，不考慮電子因高速運動而產(chǎn)生的影響。求：
（l）電子從坐標(biāo)原點進(jìn)入磁場時速度的大小v
（2）請在答題卡中圖甲的位置畫出x＝0至x＝4L區(qū)域內(nèi)電子在磁場中運動的軌跡，并計算電子通過圖中各磁場區(qū)域邊界時位置的縱坐標(biāo)，請在圖中標(biāo)出來
（3）從x＝0至x＝NL(N為整數(shù)）區(qū)域內(nèi)電子運動的平均速度的大小

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，在 xOy 平面的第一、四象限內(nèi)存在著方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強度為 B 的勻強磁場，在第四象限內(nèi)存在方向沿－y 方向、電場強度為 E 的勻強電場．從 y 軸上坐標(biāo)為（0，a）的 P 點向磁場區(qū)發(fā)射速度大小不等的帶正電同種粒子，速度方向范圍是與+y 方向成30º－150º角，且在 xOy 平面內(nèi)。結(jié)果所有粒子經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后都垂直打到 x 軸上，然后進(jìn)入第四象限內(nèi)的正交電磁場區(qū)．已知帶電粒子電量為+q，質(zhì)量為 m，粒子重力不計．
（1）所有通過第一象限磁場區(qū)的粒子中，求粒子經(jīng)歷的最短時間與最長時間的比值；
（2）求粒子打到 x 軸上的范圍；
（3）從 x 軸上 x =" a" 點射入第四象限的粒子穿過正交電磁場后從 y 軸上 y =－b 的 Q 點射出電磁場，求該粒子射出電磁場時的速度大�。�

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

在水平光滑的絕緣桌面內(nèi)建立如圖所示的直角坐標(biāo)系，將第I、第II象限合稱為區(qū)域一，第III、IV象限合稱為區(qū)域二，其中一個區(qū)域內(nèi)有大小、方向均未標(biāo)明的勻強電場，另一個區(qū)域內(nèi)有大小為  2×10－2T、方向垂直于水平桌面的勻強磁場．把一個比荷為=2×108C／kg的正電荷從坐標(biāo)為(0，－1)的A點處由靜止釋放，電荷以一定的速度沿直線AC運動并從坐標(biāo)為(1，0)的C點第一次經(jīng)x軸進(jìn)入?yún)^(qū)域一，經(jīng)過一段時間，從坐標(biāo)原點O再次回到區(qū)域二（重力不計）。
（1）指出哪個區(qū)域是電場、哪個區(qū)域是磁場以及電場和磁場的方向；
（2）求電荷在磁場里作勻速圓周運動的軌道半徑r和勻強電場強度E的大�。�
（3）求從釋放到第二次經(jīng)過x軸電荷運動的時間t。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，在y﹥0的空間存在沿y軸正方向的勻強電場；在y﹤0的空間存在垂直xOy平面向里的勻強磁場。一個帶負(fù)電的粒子（質(zhì)量為m，電荷量為q，不計重力），從y軸上P(0,b)點平行于x軸的初速度v0射入電場，經(jīng)過x軸上的N(2b,0)點。

求：（1）粒子經(jīng)過N點時的速度大小和方向。
（2）已知粒子進(jìn)入磁場后恰好通過坐標(biāo)原點O，則粒子在磁場中運動的時間為多少?

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（19分）如圖所示，在xOy平面內(nèi)，離子源A產(chǎn)生的初速為零的同種帶正電離子，質(zhì)量m=1.0×10-20kg、帶電量q=1.0×10-10C。離子經(jīng)加速電場加速后勻速通過準(zhǔn)直管并從C點垂直射入勻強偏轉(zhuǎn)電場，偏轉(zhuǎn)后通過極板MN上的小孔O離開電場，且粒子在O點時的速度大小為v=2.0×106m/s，方向與x軸成30°角斜向上。在y軸右側(cè)有一個圓心位于x軸，半徑r＝0.01m的圓形磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強度B＝0.01T，有一垂直于x軸的面積足夠大的豎直熒光屏PQ置于坐標(biāo)x0＝0.04m處。已知NC之間的距離d＝0.02m，粒子重力不計。試求：
（1）偏轉(zhuǎn)電場間電場強度的大��；
（2）粒子在圓形磁場區(qū)域的運動時間；
（3）若圓形磁場可沿x軸移動，圓心O’在x軸上的移動范圍為（0.01m，＋)，由于磁場位置的不同，導(dǎo)致粒子打在熒光屏上的位置也不同，求粒子打在熒光屏上點的縱坐標(biāo)的范圍。

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同步練習(xí)冊答案