（18分）靜止于A處的離子，經(jīng)加速電壓U加速后沿圖中虛線圓弧通過靜電分析器，并從P點垂直CF進入矩形區(qū)域的有界勻強磁場．靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻射分布的電場，方向如圖所示；已知虛線圓弧的半徑為R，離子質(zhì)量為例、電荷量為、磁場方向垂直紙面向里；離子重力不計．
（1）求靜電分析器通道內(nèi)虛線所在位置處的電場強度；
（2）若離子最終能打在QF上，求磁感應強度B的取值范圍．
（1） （2）

試題分析：（1）離子在加速電場中加速，根據(jù)動能定理有：
離子在輻向電場中做勻速圓周運動，電場力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律：
聯(lián)立解得：
（2）離子在勻強磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律：
聯(lián)立解得：
離子能打在QF上，則既沒有從DQ邊出去也沒有從PF變出去，則粒子運動區(qū)域的邊界線如圖中Ⅰ和Ⅱ

由幾何關系知，離子能打在QF上，必須滿足：
解得：
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖a所示，兩豎直線所夾區(qū)域內(nèi)存在周期性變化的勻強電場與勻強磁場，變化情況如圖b、c所示，電場強度方向以y軸負方向為正，磁感應強度方向以垂直紙面向外為正。t=0時刻，一質(zhì)量為m、電量為q的帶正電粒子從坐標原點O開始以速度v0沿x軸正方向運動，粒子重力忽略不計，圖b、c中，，B0已知．要使帶電粒子在0～4nt0（n∈N）時間內(nèi)一直在場區(qū)運動，求：

（1） 在給定的坐標上畫出帶電粒子在0~4t0時間內(nèi)的軌跡示意圖，并在圖中標明粒子的運動性質(zhì)；
（2） 在t0時刻粒子速度方向與x軸的夾角；
（3） 右邊界到O的最小距離；
（4） 場區(qū)的最小寬度。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖回旋加速器的D形盒半徑為R，用來加速質(zhì)量為m，帶電量為q的質(zhì)子，使質(zhì)子由靜止加速到具有能量為E后，由A孔射出，求：

（1）加速器中勻強磁場B的方向和大�。�
（2）設兩D形盒間的距離為d，其間電壓為U，則加速到上述能量所需回旋周數(shù)是多少？
（3）加速到上述能量所需時間（不計通過縫隙的時間）．
 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示為一個有界的足夠大的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里，一個不計重力的帶正電的粒子以某一速率v垂直磁場方向從O點進入磁場區(qū)域，電子進入磁場時速度方向與邊界夾角為θ，下列有關說法正確的是
A．若θ一定，速度v越大，粒子在磁場中運動時間越長
B．粒子在磁場中運動時間與速度v有關，與角θ大小無關
C．若速度v一定，θ越大，粒子在磁場中運動時間越長
D．粒子在磁場中運動時間與角度θ有關，與速度v無關

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）如圖甲所示，兩平行金屬板A、B的板長和板間距離均為L（L=0.1m），AB間所加電壓u=200sin100πtV，如圖乙所示。平行金屬板右側L/2處有一豎直放置的金屬擋板C，高度為13L/12并和A、B間隙正對，C右側L處有一豎直放置的熒光屏S。從O點沿中心軸線OO/以速度v0=2.0×103m/s連續(xù)射入帶負電的離子，離子的比荷q/m=3×104 C/kg，（射到金屬板上的離子立即被帶走，不對周圍產(chǎn)生影響，不計離子間的相互作用，離子在A、B兩板間的運動可視為在勻強電場中的運動。）離子打在熒光屏上，可在熒光屏中心附近形成一個陰影。π取3，離子的重力忽略。
（1）求熒光屏中心附近陰影的長度。
（2）為使從A極板右側邊緣打出的離子能到達屏的中點O/，可在擋板正上方一圓形區(qū)域加垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B=T（圓心在擋板所在垂線上，圖中未畫出），求所加圓形磁場的面積和離子在磁場區(qū)域運動的時間。（計算結果全部保留二位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

 如圖所示的空間分為I、II、III三個區(qū)域，各豎直邊界面相互平行，I、II區(qū)域均存在電場強度為E的勻強電場，方向垂直界面向右；同時II區(qū)域存在垂直紙面向外的勻強磁場；III區(qū)域空間有一與FD邊界成450角的勻強磁場，磁感應強度大小為B，其下邊界為水平線DH,右邊界是GH:一質(zhì)量為、電荷量為q的帶正電的粒子（重力不計）從O點由靜止釋放，到達A點時速度為v0，粒子在C點沿著區(qū)域III的磁感線方向進人III區(qū)域，在DH上的M點反彈，反彈前、后速度大小不變，方向與過碰撞點的豎直線對稱，已知粒子在III區(qū)域內(nèi)垂直于磁場方向的平面內(nèi)做勻速圓周運動的軌道半徑為r= ，C點與M點的距離為，M點到右邊界GH的垂直距離為。求：
(1）粒子由O點運動到A點的時間t1=?
（2) A與C間的電勢差UAC=?
（3）粒子在III區(qū)域磁場內(nèi)運動的時間t2＝？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(20 分)如圖甲所示，偏轉電場的兩個平行極板水平放置，板長L=0.08m，板間距足夠大，兩板的右側有水平寬度l=0.06m、豎直寬度足夠大的有界勻強磁場。一個比荷為的帶負電粒子以速度v0=8×105m/s從兩板中間沿與板平行的方向射入偏轉電場，若從該粒子進入偏轉電場時開始計時，板間場強恰好按圖乙所示的規(guī)律變化，粒子離開偏轉電場后進入勻強磁場并最終垂直磁場右邊界射出。不計粒子重力，

求：(1)粒子在磁場中運動的速率v；
(2)粒子在磁場中運動的軌道半徑R和磁場的磁感應強度B；
(3)粒子從進入偏轉電場到離開磁場所用的時間。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（19分）如圖，在豎直平面內(nèi)有以O為坐標原點的xOy坐標系，x≥0處有一塊水平放置的粗糙薄板，已知P點坐標（L，0）。原點O處放一個質(zhì)量為2m的絕緣物塊A（可看做質(zhì)點），A與薄板間的動摩擦因數(shù)為μ；第二、三象限內(nèi)有垂直坐標平面向里的勻強磁場，磁感應強度為B；第三、四象限內(nèi)有沿y軸正向的勻強電場，第三象限內(nèi)電場強度大小為，第四象限內(nèi)電場強度大小為；另有一個質(zhì)量為m，帶電量為q（q>0）的小球B從第二象限內(nèi)的某點由靜止釋放，當它的運動方向變?yōu)樗椒较驎r恰與A相撞，碰撞過程系統(tǒng)損失了的能量，B球電荷量不變。碰后A獲得沿x軸正向的速度，最后停止在P點；B球反彈后最后也打在P點。求：

⑴B球經(jīng)過y軸時的坐標；
⑵B球靜止釋放點離x軸的高度。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，xOy平面內(nèi)半徑為R的圓O'與y軸相切于原點O。在該圓區(qū)域內(nèi)，有與y軸平行的勻強電場和垂直于圓面的勻強磁場。一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子（不計重力）從O點沿x軸正方向以某一速度射入，帶電粒子恰好做勻速直線運動，經(jīng)T0時間從P點射出。

（1）若僅撤去磁場，帶電粒子仍從O點以相同的速度射入，經(jīng)時間恰從圓形區(qū)域的邊界射出。求電場強度的大小和粒子離開電場時速度的大��；
（2）若僅撤去電場，帶電粒子仍從O點射入，且速度為原來的2倍，求粒子在磁場中運動的時間。

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