精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
(2006?湖南模拟)如图所示,两平行金属板的板长不超过0.2m,板间电压U随时间t变化的U-t图象如图乙所示,在金属板右侧中有一左边界为MN,右边无界的匀强磁场,磁感应强度B=0.01T,方向垂直纸面向里,现有带正电的粒子连续不断地以速度v0=105m/s沿两板间的中线OO1平行金属板射入电场中,磁场边界MN与中线OO1垂直,已知带电粒子的荷质比q/m=108c/kg,粒子的重力和粒子间相互作用力均可以忽略不计.
(1)在每个粒子通过电场区域的时间里,可以把板间的电场强度看作是恒定的,试说明理由.
(2)设t=0.1s时刻射入电场的粒子恰能从平行金属板边缘穿越电场射入磁场,求该粒子射出电场时速度的大小.
(3)对于所有经过电场射入磁场的粒子,设其射入磁场的入射点和从磁场射出的出射点间距离为d,试判断:d的大小是否随时间变化而变化;若不变,证明你的结论;若变,求出d的变化范围.
分析:①粒子在垂直电场方向做匀速直线运动,求出粒子在电场中的运动时间,与电压变化的周期比较确定电场强度能视为恒定.
②根据偏转的电压得出出射点和入射点间的电压,根据动能定理求出粒子射出电场时的速度大小.
③抓住粒子在垂直电场方向上的速度不变,根据平行四边形定则求出粒子进入磁场时的速度,通过半径公式和几何关系求出进入磁场的入射点和出射点的距离,从而进行判断.
解答:解:①带电粒子在金属板间运动的时间:t=
L
v0
≤2×10-6s
t<<T  故t时间内金属板间电场可以认为是恒定的.
②t=0.1s时,偏转电压U=100V
电场力做功:W=
qU
2

由动能定理:W=
1
2
mv12-
1
2
mv02
代入数据解得v1=1.41×105m/s
③设某一任意时刻射出电场的粒子速度为v,且与水平方向夹角为θ,则:v=
v0
cosθ

在磁场中:qvB=
mv2
R
       d=2Rcosθ
∴d=
2mv0
qB
=
2×105
108×0.01
=0.2m.
故d 不随时间变化.
答:①t时间内金属板间电场可以认为是恒定的
②该粒子射出电场时速度的大小为1.41×105m/s.
③d不随时间变化,恒为0.2m.
点评:本题考查带电粒子在电场中的偏转和在磁场中做圆周运动,掌握在电场中运动时在沿电场方向和垂直磁场方向上的运动规律,以及掌握在磁场中运动的半径公式,结合几何关系进行求解.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

(2006?湖南模拟)若某种实际气体分子之间的作用力表现为引力,则一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度的关系是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

(2006?湖南模拟)一列简谐横波沿x轴正向传播振幅为2cm,已知在t=0时刻相距30m的两质点a、b的位移都是1cm,但运动方向相反,其中a质点沿y轴负方向,如图所示,则(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

(2006?湖南模拟)如图所示,质量分别为m1和m2的两物块放在水平地面上,与水平地面间的动摩擦因数都是μ(μ≠0),用轻质弹簧将两物块连接在一起,当用水平力F作用在m2上时,两物体均以加速度a做匀加速运动,此时,弹簧伸长量为x; 当用水平力F′作用在m2上时,两物体均以加速度2a做匀加速运动,此时,弹簧伸长量为x′,则下列关系正确的是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

(2006?湖南模拟)如图所示是示波管工作原理的示意图,电子经电压U2加速后以速度υ0垂直进入偏转电场,离开电场时的偏转量为h 两平行板间的距离为d,电势差为U2,板长为L.为了提高示 波管的灵敏度(即每单位电压引起的偏转量
h
U2
),可采取的方法是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

(2006?湖南模拟)科技馆中有一个展品,如图所示,在较暗处有一个不断均匀滴水的龙头,在一种特殊的灯光照射下,可观察到一个个下落的水滴.缓缓调节水滴下落的时间间隔到适当情况.可看到一种奇特的现象,水滴似乎不再往下落,而是固定在图中A、B、C、D四个位置不动,要出现这种现象,照明光源应该满足(g取10m/s2)(  )

查看答案和解析>>

同步练习册答案