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为测定电子荷质比,用一长为5.0×
m,间距为2.0×
m的两平行金属板,使两板带等量异种电荷,板间电压为180V,一电子以2.0×
m/s的速度垂直电场方向进入电场,离开电场时偏离入射方向为5.0×
m,求电子荷质比为多少?
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(10分)飞行时间质谱仪可对气体分子进行分析。如图所示,在真空状态下,脉冲阀P喷出微量气体,经激光照射产生电荷量为q、质量为m的正离子,自a板小孔进入a、b间的加速电场,从b板小孔射出,沿中线方向进入M、N板间的偏转控制区,到达探测器。已知a、b板间距为d,极板M、N的长度和间距均为L。不计离子重力及进入a板时的初速度。
(1)当a、b间的电压为U
1
,在M、N间加上适当的电压U
2
,使离子到达探测器。求离子从a板到达探测器的飞行时间。
(2)为保证离子不打在极板上,试求U
2
与U
1
的关系。
如图所示,正点电荷
Q
固定在
O
点。在过
O
点的竖直平面内有一个质量为
m
,电量为
q
的质点从
A
点由静止释放。实线是该质点的运动轨迹。虚线是以
O
为圆心,以
R
为半径的圆。轨迹与圆交于
B
、
C
两点。已知
O
、
C
两点在同水平线上,且∠
COB
=30°若该质点在
C
点的速度大小为
v
,求它在
B
点的速度大小。
图示abcd为正方形区域,e为bc的中点.一带电粒子从a点以初速v
0
平行于ad射入,加一个方向与ab平行,场强为E的匀强电场,它恰能从e点射出;若不加电场,改加一个方向与纸面垂直,磁感应强度为B的匀强磁场,它也恰好从e点射出.
(1)求E与B的比.
(2)求两种情况下粒子的偏转角度.
一质量为m=2×
kg,电荷量q=-3×
C的带电微粒,自A点垂直进入有一定宽度的匀强电场,从B点飞出时,速度
m/s,方向和电场线方向成120°角.已知A、B两点间沿电场线方向的距离为15cm,求
(1)B、A间的电势差
(2)微粒从A到B经历的时间
(3)匀强电场的宽度(微粒重力不计)
有一电子经电压U
1
加速后,进入两块间距为d,电压为U
2
的平行金属板间,若电子从两板正中间垂直电场方向射入,且正好能从B板边缘穿出电场,设电子的电荷量为
,质量为m,求:
①电子刚进入平行金属板时的初速度
②电子的偏转距离
③平行金属板的长度
三个分别带有正电、负电和不带电的相等质量的颗粒,从水平放置的平行带电金属板左侧以相同速度
v
0
垂直电场线方向射入匀强电场,分别落在带正电荷的下板上的
a
、
b
、
c
三点,如图所示,下面判断正确的是
A.落在
a
点的颗粒带正电、
c
点的带负电、
b
点的不带电
B.落在
a
、
b
、
c
点颗粒在电场中的加速度的关系是
a
a
>
a
b
>
a
c
C.三个颗粒在电场中运动所受合力的冲量关系是
I
a
>
I
b
>
I
c
D.电场力对落在
c
点的颗粒做负功
空间存在着以
x
=0平面为分界面的两个匀强磁场,左右两边磁场的磁感应强度分别为
B
1
和
B
2
,且
B
1
:
B
2
=4:3,方向如图所示。现在原点
O
处一静止的中性原子,突然分裂成两个带电粒子
a
和
b
,已知
a
带正电荷,分裂时初速度方向为沿
x
轴正方向,若
a
粒子在第四次经过
y
轴时,恰好与
b
粒子第一次相遇。求:
小题1:
a
粒子在磁场
B
1
中作圆周运动的半径与
b
粒子在磁场
B
2
中圆周运动的半径之比。
小题2:
a
粒子和
b
粒子的质量之比。
(12分)真空中足够大的两个相互平行的金属板a和b之间的距离为d,两板之间的电压Uab按图所示规律变化,其变化周期为T.在t=0时刻,一带电粒子(+q)仅在该电场的作用下,由a板从静止开始向b板运动,并于t=nT(n为自然数)时刻,恰好到达b板。
求:(1)带电粒子运动过程中的最大速度为多少?
(2)若粒子在
时刻才开始从a板运动,那么经过同样长的时间,它将运动到离a板多远的地方?
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