如图所示,长为L、相距d的两水平放置的平行金属板之间有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。从离子源先后发射出氢同位素粒子、 (不计重力),经同一电场区加速,从两极板中点以相同速率垂直磁感线水平进入磁场,两种粒子都恰好不打在极板上。下列说法正确的是
A. 、粒子在磁场中运动的轨道半径之比为3:1
B. 极板长L与间距d之比为
C. 、粒子在磁场中转过的角度之比为3:1
D. 、粒子进入电场区域前的初动能之比小于1/3
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如图所示,长为L、相距d的两水平放置的平行金属板之间有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。从离子源先后发射出氢同位素粒子、 (不计重力),经同一电场区加速,从两极板中点以相同速率垂直磁感线水平进入磁场,两种粒子都恰好不打在极板上。下列说法正确的是
A. 、粒子在磁场中运动的轨道半径之比为3:1
B. 极板长L与间距d之比为
C. 、粒子在磁场中转过的角度之比为3:1
D. 、粒子进入电场区域前的初动能之比小于1/3
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图中左边有一对水平放置的平行金属板,两板相距为d,电压为U0,两板之间有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B0。图中右边有一半径为R的圆形匀强磁场区域,磁感应强度大小为B1,方向垂直于纸面朝外。一束离子垂直磁场沿如图路径穿出,并沿直径MN方向射入磁场区域,最后从圆形区域边界上的P点射出,已知图中θ=,不计重力,求
(1)离子到达M点时速度的大小;
(2)离子的电性及比荷 。
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如图甲所示,M、N是相距为d=0.1 m竖直放置的平行金属板,板间有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B1=0.1 T。P、 Q为水平放置的两平行金属板,用导线将P与M、Q与N分别连接;A为绝缘挡板;C为平行于P和Q的荧光屏;A、P、Q、C的中间各有一个小孔,所有小孔在同一竖直中轴线上。荧光屏C的上方有垂直于纸面向里、磁感应强度为B2=0.01 T的匀强磁场。现有大量的正负离子混合物,以某一相同的速度垂直于磁场竖直向上射入金属板MN之间,离子的比荷的绝对值均为C/kg。仅能在P与Q、M与N之间形成电场,极板间形成的电场均可视为匀强电场,且忽略电场的边缘效应,不计离子重力。
(1) 判断金属板M的带电性质,并求出在N、M两板之间电场稳定后,电势差UNM与离子入射速度v之间的关系;
(2) 若离子以v1=3.0×105 m/s的速度射入磁场,在荧光屏上将出现由正、负离子形成的两个亮点,求两亮点到荧光屏小孔的距离之比;
(3) 若离子以v2=1.0×105 m/s的速度射入磁场,因某种原因,实际上离子通过C板上的小孔时会在竖直平面内形成一个发散角2θ(如图乙),所有离子速率仍相同。求荧光屏上亮点的长度Δx及同一时刻通过小孔的离子打到荧光屏上的最长时间差Δt。(已知θ=0.1415弧度,cosθ=0.99)
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如图所示,水平放置的两块长直平行金属板、相距,、间的电场强度为,板下方整个空间存在着磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场。今有一质量为、电荷量为的带正电的粒子(不计重力),从贴近板的左端以的初速度水平射入匀强电场,刚好从狭缝处穿过板而垂直进入匀强磁场,最后粒子回到板的处(图中未画出)。
1.判断a、b两板间电场强度的方向;
2.求粒子到达P处的速度与水平方向的夹角;
3.求、之间的距离(结果可保留根号)。
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如图所示,水平放置的两块长直平行金属板、相距,、间的电场强度为,板下方整个空间存在着磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场。今有一质量为、电荷量为的带正电的粒子(不计重力),从贴近板的左端以的初速度水平射入匀强电场,刚好从狭缝处穿过板而垂直进入匀强磁场,最后粒子回到板的处(图中未画出).求、之间的距离。
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如图所示,水平放置的两块长直平行金属板、相距d=0.1m,、间的电场强度为E=5.0×105N/C,板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6T、方向垂直纸面向里的匀强磁场。今有一质量为m=4.8×10-25Kg、电荷量为q=1.6×10-18C的带正电的粒子(不计重力),从贴近板的左端以的初速度水平射入匀强电场,刚好从狭缝处穿过板而与磁场方向垂直进入匀强磁场,最后粒子回到板的处(图中未画出).求、之间的距离。
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(18分)如图所示,在以O为圆心,半径为R=10cm的圆形区域内,有一个水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B2=0.1T,方向垂直纸面向外。M、N为竖直平行放置的相距很近的两金属板, S1、S2为M、N板上的两个小孔,且S1、S2跟O点在垂直极板的同一水平直线上。金属板M、N与一圆形金属线圈相连,线圈的匝数n=1000匝,面积S=0.2m2,线圈内存在着垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小随时间变化的规律为B1=B0+kt(T),其中B0、k为常数。另有一水平放置的足够长的荧光屏D,O点跟荧光屏D之间的距离为H=2R。比荷为2×105 C/kg的正离子流由S1进入金属板M、N之间后,通过S2向磁场中心射去,通过磁场后落到荧光屏D上。离子的初速度、重力、空气阻力及离子之间的作用力均可忽略不计。问:
(1)k值为多少可使正离子垂直打在荧光屏上?
(2)若k=0.45T/s,求正离子到达荧光屏的位置。
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