如图所示,A、B两水平放置的金属板板间电压为U(U的大小、板间的场强方向均可调节),在靠近A板的S点处有一粒子源能释放初速度为零的不同种带电粒子,这些粒子经A、B板间的电场加速后从B板上的小孔竖直向上飞出,进入竖直放置的C、D板间,C、D板间存在正交的匀强电场和匀强磁场,匀强电场的方向水平向右,大小为E,匀强磁场的方向水平向里,大小为B1。其中一些粒子能沿图中虚线做直线运动到达上方竖直圆上的a点,圆内存在磁感应强度大小为B2、方向水平向里的匀强磁场。其中S、a、圆心O点在同一竖直线上。不计粒子的重力和粒子之间的作用力。求:
(1)能到达a点的粒子速度v的大小;
(2)若e、f两粒子带不同种电荷,它们的比荷之比为1︰3,都能到达a点,则对应A、B两金属板间的加速电压U1︰U2的绝对值大小为多大;
(3)在满足(2)中的条件下,若e粒子的比荷为k,e、f两粒子在磁场圆中射出的两位置恰好在圆形磁场的同一条直径上,则两粒子在磁场圆中运动的时间差△t为多少?
高三物理解答题困难题
如图所示,A、B两水平放置的金属板板间电压为U(U的大小、板间的场强方向均可调节),在靠近A板的S点处有一粒子源能释放初速度为零的不同种带电粒子,这些粒子经A、B板间的电场加速后从B板上的小孔竖直向上飞出,进入竖直放置的C、D板间,C、D板间存在正交的匀强电场和匀强磁场,匀强电场的方向水平向右,大小为E,匀强磁场的方向水平向里,大小为B1。其中一些粒子能沿图中虚线做直线运动到达上方竖直圆上的a点,圆内存在磁感应强度大小为B2、方向水平向里的匀强磁场。其中S、a、圆心O点在同一竖直线上。不计粒子的重力和粒子之间的作用力。求:
(1)能到达a点的粒子速度v的大小;
(2)若e、f两粒子带不同种电荷,它们的比荷之比为1︰3,都能到达a点,则对应A、B两金属板间的加速电压U1︰U2的绝对值大小为多大;
(3)在满足(2)中的条件下,若e粒子的比荷为k,e、f两粒子在磁场圆中射出的两位置恰好在圆形磁场的同一条直径上,则两粒子在磁场圆中运动的时间差△t为多少?
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如图所示,竖直放置的平行金属板板间电压为U,质量为m、电荷量为的带电粒子在靠近左板的P点,由静止开始经电场加速,从小孔Q射出,从a点进入磁场区域,abde是边长为2L的正方形区域,ab边与竖直方向夹角为,cf与ab平行且将正方形区域等分成两部分,abcf中有方向垂直纸面向外的匀强磁场B1,defc中有方向垂直纸面向里的匀强磁场B2,粒子进入磁场B1后又从cf上的M点垂直cf射入磁场B2中(图中M点未画出),不计粒子重力,求:
(1)粒子从小孔Q射出的速度;
(2)磁感应强度度B1的大小;
(3)磁感应强度B2的取值在什么范围内,粒子能从边界cd间射出?
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如图所示,金属板板竖直平行放置,中心开有小孔,板间电压为金属板水平平行放置,间距为、板长为,其右侧区域有垂直纸面向里的匀强磁场。磁场边界与竖直边界的夹角为60°。现有一质量为,电荷量为的正电粒子,从极板的中央小孔处由静止出发,穿过小孔后沿EF板间中轴线进入偏转电场,从处离开偏转电场,平行AC方向进入磁场。若距磁场与两边界的交点距离为,忽略粒子重力及平行板间电场的边缘效应,试求:
(1)粒子到达小孔时的速度
(2) 两极板间电压
(3)要使粒子进入磁场区域后能从 边射出,磁场磁感应强度的最小值.
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如图甲所示,真空中水平放置的相距为d的平行金属板板长为L,两板上加有恒定电压后,板间可视为匀强电场.在t=0时,将图乙中所示的交变电压加在两板上,这时恰有一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从两板正中间以速度v0水平飞入电场.若此粒子离开电场时恰能以平行于两板的速度飞出(粒子重力不计),求:
(1)两板上所加交变电压的频率应满足的条件;
(2)该交变电压的取值范围.
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如图所示,水平放置的平行金属板之间电压大小为U,距离为d,其间还有垂直纸面向里的匀强磁场.质量为m带电量为+q的带电粒子,以水平速度v0从平行金属板的正中间射入并做匀速直线运动,然后又垂直射入场强大小为E2,方向竖直向上的匀强电场,其边界a、b间的宽为L(该电场竖直方向足够长).电场和磁场都有理想边界,且粒子所受重力不计,求
(1)该带电粒子在a、b间运动的加速度大小a;
(2)匀强磁场对该带电粒子作用力的大小f;
(3)该带电粒子到达边界b时的速度大小v.
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两块足够大的平行金属极板水平放置,极板间加有空间分布均匀、大小随时间周期性变化的电场和磁场,变化规律分别如图1、图2所示(规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向)。在t=0时刻由负极板释放一个初速度为零的带负电的粒子(不计重力),若电场强度E0、磁感应强度B0、粒子的比荷均已知,且,两板间距。
(1)求粒子在0~t0时间内的位移大小与极板间距h的比值。
(2)求粒子在板板间做圆周运动的最大半径(用h表示)。
(3)若板间电场强度E随时间的变化仍如图1所示,磁场的变化改为如图3所示,试画出粒子在板间运动的轨迹图(不必写计算过程)。
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M、N为两块水平放置的平行金属板,距平行板右端L处有竖直屏,平行板板长、板间距均为L,板间电压恒定。一带电粒子(重力不计)以平行于板的初速度v0沿两板中线进入电场,粒子在屏上的落点距O点的距离为,当左端入口处均匀分布的大量上述粒子均以平行于板的初速度v0从MN板左端各位置进入电场(忽略粒子间作用力),下列结论正确的是
A.有的粒子能到达屏上 B.有的粒子能到达屏上
C.有的粒子能到达屏上 D.有的粒子能到达屏上
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如图(a),真空中水平放置两块长度为2d的平行金属板P、Q,两板间距为d,两板间加上如图(b)所示最大值为U0的周期性变化的电压.在两板左侧中点处有一粒子源A,自t=0时刻开始连续释放初速度大小为v0,方向平行于金属板的相同带电粒子,t=0时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场,已知电场变化周期 ,粒子质量为m,不计粒子重力及相互间的作用力。( )
A. 在t=0时刻进入的粒子离开电场时速度大小仍为v0
B. 在t=0.125T时刻进入的粒子离开电场时竖直偏移距离为0.25d
C. 在t=0.25T时刻进入的粒子离开电场时竖直偏移距离为0.125d
D. 在t=0.5T时刻进入的粒子刚好从金属板P右侧边缘离开电场
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如图甲所示,真空中水平放置两块长度为2d的平行金属板P、Q,两板间距为d,两板间加上如图乙所示最大值为U0的周期性变化的电压.在两板左侧紧靠P板处有一粒子源A,自t=0时刻开始连续释放初速度大小为v0,方向平行于金属板的相同带电粒子. t=0时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场.已知电场变化周期,粒子质量为m,不计粒子重力及相互间的作用力.则
A. 在t=0时刻进入的粒子离开电场时速度大小仍为v0
B. 粒子的电荷量为
C. 在时刻进入的粒子离开电场时电势能减少了
D. 在时刻进入的粒子刚好从P板右侧边缘离开电场
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