如圖(a)所示，建立xOy坐標(biāo)系，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對稱，極板長度和板間距均為l，第一、四象限有一寬度一定的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于xOy平面向里。位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸向右連續(xù)發(fā)射質(zhì)量為m、電量為+q、速度相同、重力不計(jì)的帶電粒子。在0~4t0時(shí)間內(nèi)兩板間加上如圖(b)所示的電壓（不考慮極板邊緣的影響）。已知t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子恰好在t0時(shí)刻經(jīng)極板邊緣射入磁場。上述m、q、t、t0、B為已知量。（不考慮粒子間相互影響及返回板間的情況）
（1）求兩板間的電壓U0；
（2）0~t0時(shí)間內(nèi)射入兩板間的帶電粒子都能夠從磁場右邊界射出，求磁場的最大寬度；
（3）時(shí)刻射入兩板間的帶電粒子進(jìn)入磁場和離開磁場時(shí)的位置坐標(biāo)；
（4）若兩板間電壓為0，請?jiān)O(shè)計(jì)一種方案：粒子源沿x軸向右連續(xù)發(fā)射的帶電粒子，經(jīng)過y軸右邊的幾個(gè)有邊界的磁場后，帶電粒子又返回粒子源。
解：（1）t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子恰好在t0時(shí)刻經(jīng)極板邊緣射入磁場，則在兩極板間，y軸方向
，其中t=t0
解得
（2）經(jīng)過分析，0-t0時(shí)間內(nèi)，t0時(shí)刻射入兩板間的帶電粒子進(jìn)入磁場并能夠從磁場右邊界射出，則其他粒子也能從磁場右邊界射出，t0時(shí)刻射入兩板間的帶電粒子，在兩板間勻速運(yùn)動(dòng)，并從O點(diǎn)沿+x方向射入磁場，在磁場中的運(yùn)動(dòng)半徑為R，qv0B=，得又l=v0t0
則磁場的最大寬度
（3）時(shí)刻射入兩板間的帶電粒子，在時(shí)間做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在向上偏轉(zhuǎn)其中0，得y=
故進(jìn)入磁場時(shí)的位置坐標(biāo)為
從y軸離開磁場與進(jìn)入磁場的距離
又l=v0t0，△y=
離開磁場的位置坐標(biāo)
（4）由對稱性可設(shè)計(jì)如圖(b)所示的磁場區(qū)域，粒子源沿x軸向右連續(xù)發(fā)射的帶電粒子，經(jīng)過y軸右邊的幾個(gè)有邊界的磁場后，帶電粒子又返回粒子源
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?湖南一模）如圖a所示，一個(gè)質(zhì)量為m=2.0×10-11kg，電荷量q=1.0×10-5C的帶負(fù)電粒子（重力忽略不計(jì)），從靜止開始經(jīng)U1=100V電壓加速后，垂直于場強(qiáng)方向進(jìn)入兩平行金屬板間的勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場．偏轉(zhuǎn)電場的電壓U2=100V，金屬板長L=20cm，兩板間距d=1O
3
cm．
（1）粒子進(jìn)人偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度v0大�。�

（2）粒子射出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角θ；
（3）在勻強(qiáng)電場的右邊有一個(gè)足夠大的勻強(qiáng)磁場區(qū)域．若以粒子進(jìn)入磁場的時(shí)刻為t=0，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向隨時(shí)間的變化如圖b所示，圖中以磁場垂直于紙面向內(nèi)為正，建立如圖直角坐標(biāo)系（坐標(biāo)原點(diǎn)為微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)初速度方向與磁場的交邊界點(diǎn)）．求在t=
4π
3
×10-6s時(shí)粒子的位置坐標(biāo)（X，Y）．（答案可以用根式表示，如用小數(shù)，請保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖a所示，某實(shí)驗(yàn)小組對“利用頻閃照相研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律”裝置進(jìn)行了改制，在裝置兩側(cè)都裝上完全相同的斜槽A、B，但位置有一定高度差，白色與黑色兩個(gè)相同的小球A、B都由斜槽某位置靜止釋放．啟動(dòng)閃光連拍相機(jī)對上述實(shí)驗(yàn)過程拍照．實(shí)驗(yàn)后對照片做一定處理并建立直角坐標(biāo)系，得到如圖所示的部分小球位置示意圖．
（1）根據(jù)小球位置示意圖可以判斷閃光間隔為
 
s．（g=10m/s2）
（2）（多選題）根據(jù)部分小球位置示意圖，下列說法正確的是
 

（A）白球A先釋放，黑球B后釋放
（B）A球拋出點(diǎn)坐標(biāo)（0，0）
（C）B球拋出點(diǎn)坐標(biāo)（0.95，0.50）
（D）兩小球釋放位置到平拋槽口的高度差相同
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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖a所示，一個(gè)質(zhì)量為m = 2.O×1O-11kg，電荷量q =1.O×1O-5C的帶負(fù)電粒子(重力忽略不計(jì))，從靜止開始經(jīng)U1=100V電壓加速后，垂直于場強(qiáng)方向進(jìn)入兩平行金屬板間的勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場。偏轉(zhuǎn)電場的電壓U2=100V，金屬板長L=20cm，兩板間距d =1Ocm．

1.粒子進(jìn)人偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度v0大��；

2.粒子射出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角θ；

3.在勻強(qiáng)電場的右邊有一個(gè)足夠大的勻強(qiáng)磁場區(qū)域。若以粒子進(jìn)入磁場的時(shí)刻為t =0，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向隨時(shí)間的變化如圖b所示，圖中以磁場垂直于紙面向內(nèi)為正。如圖建立直角坐標(biāo)系(坐標(biāo)原點(diǎn)為微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)初速度方向與磁場的交邊界點(diǎn))。求在t =×10-6s時(shí)粒子的位置坐標(biāo)(X，Y)。(答案可以用根式表示，如用小數(shù)，請保留兩位有效數(shù)字)

 

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科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年度福建省福州市高三物理第一學(xué)期期末質(zhì)量檢查物理卷 題型：計(jì)算題

如圖a所示，一個(gè)質(zhì)量為m = 2.O×1O-11kg，電荷量q =1.O×1O-5C的帶負(fù)電粒子(重力忽略不計(jì))，從靜止開始經(jīng)U1=100V電壓加速后，垂直于場強(qiáng)方向進(jìn)入兩平行金屬板間的勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場。偏轉(zhuǎn)電場的電壓U2=100V，金屬板長L=20cm，兩板間距d =1Ocm．

【小題1】粒子進(jìn)人偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度v0大�。�
【小題2】粒子射出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角θ；
【小題3】在勻強(qiáng)電場的右邊有一個(gè)足夠大的勻強(qiáng)磁場區(qū)域。若以粒子進(jìn)入磁場的時(shí)刻為t =0，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向隨時(shí)間的變化如圖b所示，圖中以磁場垂直于紙面向內(nèi)為正。如圖建立直角坐標(biāo)系(坐標(biāo)原點(diǎn)為微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)初速度方向與磁場的交邊界點(diǎn))。求在t =×10-6s時(shí)粒子的位置坐標(biāo)(X，Y)。(答案可以用根式表示，如用小數(shù)，請保留兩位有效數(shù)字)

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