练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    在水平放置的两块金属板AB上加不同电压，可以使从炽热的灯丝释放的电子以不同速度沿直线穿过B板中心的小孔O进入宽度为L的匀强磁场区域，匀强磁场区域的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里．若在A、B两板间电压为UO时，电子不能穿过磁场区域而打在B板延长线上的P点，如图所示．已知电子的质量为m，电荷量为e，并设电子离开A板时的初速度为零．
    （1）求A、B两板间的电压为U0时，电子穿过小孔O的速度大小v0；
    （2）求P点距小孔D的距离x；
    （3）若改变A、B两板间的电压，使电子穿过磁场区域并从边界MN上的Q点射出，且从Q点穿出时速度方向偏离v0方向的角度为θ，则AB两板间电压U为多大？
    分析：（1）电子在AB板间电场中加速时，电场力做正功，根据动能定理求出电子穿过小孔O的速度大小v0；
    （2）电子进入磁场后由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动．电子打在P点，运动轨迹为半圆．根据牛顿第二定律求出轨迹半径，P点距小孔D的距离x等于直径．
    （3）从Q点穿出时电子速度方向偏离v0方向的角度为θ，则轨迹的圆心角等于θ，由几何关系求出轨迹半径，由根据牛顿第二定律求出电子在磁场中运动的速度，根据动能定理求出AB间的电压U．
    解答：解：（1）电子在AB板间电场中加速时，由动能定理得：
          eU0=
    1
    2
    m
    v
    2
    0
      解得v0=
    2eU0
    m

        （2）电子进入磁场区域做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得 
          ev0B=m
    v
    2
    0
    R

        解得 R=
    1
    B
    2mU0
    e
           
        故x=2R=
    2
    B
    2mU0
    e
    ．
        （3）若在A、B两板间加上电压U时，电子在AB板间加速后穿过B板进入磁场区域做圆周运动，并从边界MN上的Q点穿出，由动能定理可得
        eU=
    1
    2
    mv2
    由牛顿第二定律可得  evB=m
    v2
    r

    由几何关系可知    rsinθ=L
    综上所得U=
    eB2L2
    2msin2θ
    ．
    答：（1）当A、B两板间的电压为U0时，电子穿过小孔O的速度大小v0=
    2eU0
    m
    ．
        （2）P点距小孔D的距离x=
    2
    B
    2mU0
    e
    ．
        （3）AB两板间电压U=
    eB2L2
    2msin2θ
    ．
    点评：本题是带电粒子在组合场中运动的问题，先加速后偏转是常见的类型，难点是画出磁场中轨迹，由几何知识求半径．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    在水平放置的两块金属板AB上加上不同电压，可以使从炽热的灯丝释放的电子以不同速度沿直线穿过B板中心的小孔O进入宽度为L的匀强磁场区域，匀强磁场区域的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。若在A、B两板间加上电压U0时，电子不能穿过磁场区域而打在B板延长线上的P点，如图18所示。已知电子的质量为m，电荷量为e，并设电子离开A板时的初速度为零。

    （1）在A、B两板间加上电压U0时，求电子穿过小孔O的速度大小v0；

    （2）求P点距小孔O的距离x；

    （3）若改变A、B两板间的电压，使电子穿过磁场区域并从边界MN上的Q点射出，且从Q点穿出时速度方向偏离原来的方向的角度为θ，则A、B两板间电压U为多大？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    在水平放置的两块金属板AB上加上不同电压，可以使从炽热的灯丝释放的电子以不同速度沿直线穿过B板中心的小孔O进入宽度为L的匀强磁场区域，匀强磁场区域的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。若在A、B两板间加上电压U0时，电子不能穿过磁场区域而打在B板延长线上的P点，如图所示。已知电子的质量为m，电荷量为e，并设电子离开A板时的初速度为零。（1）在A、B两板间加上电压U0时，求电子穿过小孔O的速度大小v0（2）求P点距小孔O的距离x（3）若改变A、B两板间的电压，使电子穿过磁场区域并从边界MN上的Q点射出，且从Q点穿出时速度方向偏离原来的方向的角度为θ，则A、B两板间电压U为多大？

     

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2012届度北京市高三12月月考物理卷 题型：计算题

    在水平放置的两块金属板AB上加上不同电压，可以使从炽热的灯丝释放的电子以不同速度沿直线穿过B板中心的小孔O进入宽度为L的匀强磁场区域，匀强磁场区域的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。若在A、B两板间加上电压U0时，电子不能穿过磁场区域而打在B板延长线上的P点，如图所示。已知电子的质量为m，电荷量为e，并设电子离开A板时的初速度为零。（1）在A、B两板间加上电压U0时，求电子穿过小孔O的速度大小v0（2）求P点距小孔O的距离x（3）若改变A、B两板间的电压，使电子穿过磁场区域并从边界MN上的Q点射出，且从Q点穿出时速度方向偏离原来的方向的角度为θ，则A、B两板间电压U为多大？

     

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2010-2011学年北京市海淀区高三（上）期末物理试卷（解析版） 题型：解答题

    在水平放置的两块金属板AB上加不同电压，可以使从炽热的灯丝释放的电子以不同速度沿直线穿过B板中心的小孔O进入宽度为L的匀强磁场区域，匀强磁场区域的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里．若在A、B两板间电压为UO时，电子不能穿过磁场区域而打在B板延长线上的P点，如图所示．已知电子的质量为m，电荷量为e，并设电子离开A板时的初速度为零．
    （1）求A、B两板间的电压为U时，电子穿过小孔O的速度大小v；
    （2）求P点距小孔D的距离x；
    （3）若改变A、B两板间的电压，使电子穿过磁场区域并从边界MN上的Q点射出，且从Q点穿出时速度方向偏离v方向的角度为θ，则AB两板间电压U为多大？

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案