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(8分)如图所示,A是能发射带电量为+q质量为m、初速度不计的离子源.离子源发射出的离子首先在竖直加速管B中加速,得到一定速率后进入内存辐向分布电场的偏转管C改变速度方向,然后从转移管道D中水平输出.已知加速管B中的加速电压为U,偏转管C是中心轴线半径为R的
圆弧管道.设偏转管C内中心轴线对应的圆弧上各点场强处处相等,离子所受重力不计.求:
(1)带电粒子刚进入偏转管C时的瞬时速率;
(2)为确保带电粒子顺利沿图中虚线进入、偏转并输出,偏转管C内中心轴线对应的圆弧上各点场强E为多大?
试题答案
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(1)
;(2)E=
(1)根据动能定理可求带电粒子刚进入偏转管C时的瞬时速率v
由
……………“①(3分)
(2)电场力提供了带电粒子在偏转管C内运动所需的向心力
……………………………②(3)
由①、②式得
E=
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在光滑水平面上有一质量
m
=1.0×10
kg、电量
q
=1.0×10
C的带正电小球,静止在O点。以
O
点为原点,在该水平面内建立直角坐标系
Oxy
。现突然加一沿X轴正方向、场强大小E=2.0×10
6
V/m的匀强电场,使小球开始运动。经过1.0s,所加电场突然变为沿
y
轴正方向,场强大小仍为E=2.0×10
6
V/m的匀强电场。再经过1.0s,所加电场又突然变为另一个匀强电场,使小球在此电场作用下经1.0s速度变为零。求此电场的方向及速度变为零时小球的位置。
有一平行板电容器,内部为真空,两个电极板的间距为
,极板的长为L,极板间有一均匀电场,U为两极板间的电压,电子从极板左端的正中央以初速
射入,其方向平行于极板,并打在极板边缘的D点,如图甲所示。电子的电荷量用e表示,质量用
表示,重力不计。回答下面各问题(用字母表示结果)
(1)求电子打到D点的动能;
(2)电子的初速V
0
至少必须大于何值,电子才能飞出极板?
(3)若极板间没有电场,只有垂直进入纸面的匀强磁场,其磁感应强度为B,电子从极板左端的正中央以平行于极板的初速
射入,如图乙所示,则电子的初速
为何值,电子才能飞出极板?
在如图所示的电场中,把一正离子放在位置P无初速度地释放,则( )
A.正离子的动能一定会越来越大
B.正离子的运动轨迹一定与电场线重合
C.正离子的速度方向始终与所在点的电场线的切线方向一致
D.正离子的加速度方向始终与所在点的电场线的切线方向一致
如图所示,带电粒子以平行于极板的速度从左侧中央射入匀强电场,恰好能从右侧擦极板边缘射出电场(不计粒子的重力).如果粒子的动能变为原来的两倍,要使它们仍能擦极板边缘飞出,则可以采取的措施有( )
A.将极板的长度变为原来的2倍
B.将极板的间距变为原来的
C.将两极板之间的电压变为原来的2倍
D.以上措施均不对
如图19所示,一带电量为
、质量为
的小球,从距地面高
处以一定的初速度水平抛出,在距抛出点水平距离为
处有根管口比小球略大的竖直细管,管的上口距地面的
。为了使小球能无碰撞地通过管子,可在管子上方整个区域内加一水平向左的匀强电场,求:
(1)小球的初速度
的大小;
(2)应加电场的场强大小;
(3)小球落地时的动能。
一电子经过加速电场加速后沿中线进入两平行金属板间,在板间被电场力作用产生偏转。已知加速电压U
1
=100V,平行金属板长度为L=20cm,板间距离d=6cm。偏转电压由如图所示电路提供,滑动变阻器总电阻为20Ω,当开关拔至1、滑动触头拔至中央时,发现电子刚好能从上极板边缘飞出。已知电源E
1
无内阻,E
2
=10.8V,内阻r=4Ω。现要使电子刚从下极板边缘飞出,可把开关拔至2,并调节滑动触头达到目的。求:
1. 电源E
1
的电动势大小
2. 开关拔至2后,滑动触头应调至什么地方?
如图8所示是从灯丝发出的电子经加速电场加速后,进入偏转电场,若加速电压为U
1
,偏转电压为U
2
,要使电子在电场中的偏转量y增大为原来的2倍,在保持其它物理量不变条件下,可供选用的方法有,使( )
A.U
1
减小为原来的一半
B.U
2
减小为原来的一半
C.偏转电场极板长度增大为原来的2倍
D.偏转电场极板距离增大为原来的2倍
质量为5×
kg的带电粒子以
=2m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B中央水平飞入板间,如图示,已知板长L=10cm,板间距离d=2cm,当
=1000V时,带电粒子恰好沿直线穿过板间,问粒子所带电荷的符号及量值,并计算AB间电压在什么范围内带电粒子能从板间飞出(g取10m/
)
关 闭
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