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如图所示,虚线PQ右侧有垂直于纸面向外的范围足够大的匀强磁场,磁感应强度为B,虚线PQ左侧是无场空间。MN是与PQ平行的挡板,其中心有一个小孔O。

(1)若电子(质量为m,电荷量大小为e)以垂直于MN的初速度v0从小孔O向右射入,求电子在虚线PQ上的射入点和射出点之间的距离d。

(2)若在MN与PQ之间加一个与PQ方向平行的匀强电场,然后让电子仍以垂直于MN的初速度v0从小孔O向右射入,通过该匀强电场后再进入匀强磁场,试讨论电子在虚线PQ上的射入点和射出点之间的距离d将如何变化。

解:(1)Bev0=

得r=

所以d=2r=

(2)如果所加电场向下,如图,v=

Bev=

d=2r′cosθ

解得d=

如果所加电场向上,如下图,同理可得

d=

因此,无论电场方向如何,皆有

d=

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,虚线PQ右侧有垂直于纸面向外的范围足够大的匀强磁场,磁感应强度为B,虚线PQ左侧是无场空间.MN是与PQ平行的挡板,其中心有一个小孔O.
(1)若电子(质量为m,电荷量为e)以垂直于PQ的初速度v0从小孔O向右射入,求电子在虚线PQ上的射入点和射出点之间的距离d.
(2)若在MN与PQ之间加一个与PQ方向平行的匀强电场,然后让电子仍以垂直于PQ的初速度v0从小孔O向右射入,通过该匀强电场后再进入匀强磁场,试讨论电子在虚线PQ上的射入点和射出点之间的距离d将如何变化?

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位于绝缘水平面上的宽度为L=1m的U形金属导轨,左端串接一电阻R=7.5Ω,金属导轨在外力控制下始终以速度v1=2m/s向右匀速运动,导轨电阻不计。如图所示,虚线PQ右侧区域有重直水平面向上的匀强磁场,磁感应强度B=1T。由于导轨足够长,电阻R始终未进入磁场区域。一质量为m=0.1kg,电阻r=0.5Ω,长度也是L的金属棒,自PQ处以水平向右的初速度v2=4m/s滑上金属导轨,金属棒与导轨间动摩擦因数μ=0.2,且运动过程中始终与导轨垂直接触。金属棒滑上导轨后,经t=0.2s,速度恰好与导轨速度相同,此过程中因摩擦产生热量Q=0.08J。之后,金属棒继续运动,当其速度刚好稳定时,金属棒的总位移s=1.74m。重力加速度g=10m/s2,求:

   (1)金属棒最终稳定时速度的大小;

   (2)当金属棒速度v=3.2m/s时加速度的大小;

   (3)自金属棒滑上导轨至刚好稳定时整个电路中消耗的电能。

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,粒子源S可以不断地产生质量为m、电荷量为+q的粒子(重力不计).粒子从O1孔进入一个水平方向的加速电场(初速度不计),再经小孔O2进入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域,电场强度大小为E,磁感应强度大小为B1,方向如图所示.虚线PQMN之间存在着水平向右的匀强磁场,磁场范围足够大,磁感应强度大小为B2.一块折成直角的硬质塑料片abc(不带电,宽度、厚度都很小可以忽略不计)放置在PQMN之间,截面图如图,ac两点分别位于PQMN上,abbcLα=45°.粒子能沿图中虚线O2O3的延长线进入PQMN之间的区域.

(1)求加速电压U1.

(2)假设粒子与硬质塑料板相碰后,速度大小不变,方向变化遵守光的反射定律,那么粒子与塑料片第一次相碰后到第二次相碰前做什么运动?

(3)粒子在PQMN之间的区域中运动的总时间t和总路程s分别是多少?

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科目:高中物理 来源:2011届河北省冀州中学高三下学期开学考试(理综)物理部分 题型:计算题

位于绝缘水平面上的宽度为L=1m的U形金属导轨,左端串接一电阻R=7.5Ω,金属导轨在外力控制下始终以速度v1=2m/s向右匀速运动,导轨电阻不计。如图所示,虚线PQ右侧区域有重直水平面向上的匀强磁场,磁感应强度B=1T。由于导轨足够长,电阻R始终未进入磁场区域。一质量为m=0.1kg,电阻r=0.5Ω,长度也是L的金属棒,自PQ处以水平向右的初速度v2=4m/s滑上金属导轨,金属棒与导轨间动摩擦因数μ=0.2,且运动过程中始终与导轨垂直接触。金属棒滑上导轨后,经t=0.2s,速度恰好与导轨速度相同,此过程中因摩擦产生热量Q=0.08J。之后,金属棒继续运动,当其速度刚好稳定时,金属棒的总位移s=1.74m。重力加速度g=10m/s2,求:
  (1)金属棒最终稳定时速度的大小;
  (2)当金属棒速度v=3.2m/s时加速度的大小;
  (3)自金属棒滑上导轨至刚好稳定时整个电路中消耗的电能。

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   (2)当金属棒速度v=3.2m/s时加速度的大小;

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