如图甲.距离很近的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区域.磁场范围很大.方向垂直纸面向里.在边界上固定两个等长的平行金属板A 和D .两金属板中心各有-小孔S1.S2 .板间电压的变化规律如图乙.正.反向最大电压均为U0.周期为T0.一个质量为m.电荷量为+q的粒子在磁场中运动的周期也是T0 .现将该粒子在t=T0/4时刻由S1静止释放.经电场加速后通过S2又题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

(16 分）如图甲，距离很近的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区域，磁场范围很大，方向垂直纸面向里。在边界上固定两个等长的平行金属板A 和D ，两金属板中心各有－小孔S₁、S₂，板间电压的变化规律如图乙，正、反向最大电压均为U₀，周期为T₀。一个质量为m、电荷量为＋q的粒子在磁场中运动的周期也是T₀。现将该粒子在t=T₀/4时刻由S₁静止释放，经电场加速后通过S₂又垂直于边界进人右侧磁场区域，在以后的运动过程中不与金属板相碰。不计粒子重力、极板外的电场及粒子在两边界间运动的时间。

（1）求金属板的最大长度。
（2）求粒子第n次通过S₂的速度。
（3）若质量m ’="13/12" m 电荷量为＋q的另一个粒子在t =" 0" 时刻由S₁静止释放，求该粒子在磁场中运动的最大半径。

（1）；（2）；（3）。

解析试题分析：（1）由题意知，粒子第一次在电场中运动，
由动能定理有：        1分
粒子在磁场里做匀速圆周运动，有            1分
周期    1分
半径        1分
在磁场里做匀速圆周运动的最小半径      1分
解得金属板的最大长度     1分
（2）粒子每从S₁、S₂中穿过一次，就会被加速一次，且每次加速的电压总为
对粒子由动能定理有   2分
解得   2分
（3）分析可知，粒子被连续加速6次后，圆周运动的半径最大，记为r₆   1分
第1次加速过程中，由动能定理有 1分
第2次加速过程中，有
第6次加速过程中，有
以上6式左右累加解得     2分
由得     2分
考点：粒子在磁场中的运动，粒子在电场中的运动。

练习册系列答案

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（12分）如下图，加在极板A、B间的电压做周期性的变化，正向电压为，反向电压为.周期为。在t=0时，极板B附近的一个电子，质量为m,电荷量为e，受电场力的作用由静止开始运动。不计电子重力。

①若在时间内，电子不能到达极板A,求板间距d应满足的条件。
②板间距d满足何种条件时，电子到达极板A时动能最大？

直流电源的路端电压U="182" V。金属板AB、CD、EF、GH相互平行、彼此靠近。它们分别和变阻器上的触点a、b、c、d连接。变阻器上ab、bc、cd段电阻之比为1∶2∶3。孔O₁正对B和E，孔O₂正对D和G。边缘F、H正对。一个电子以初速度v₀=4×10⁶ m/s沿AB方向从A点进入电场，恰好穿过孔O₁和O₂后，从H点离开电场。金属板间的距离L₁="2" cm，L₂="4" cm，L₃="6" cm。电子质量m_e=9.1×10^-31 kg，电量q=1.6×10^-19 C。正对两平行板间可视为匀强电场，（不计电子的重力）

求：（1）各相对两板间的电场强度（小数点后保留2位）。
（2）电子离开H点时的动能。
（3）四块金属板的总长度（AB+CD+EF+GH）。

（10分）长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个带电量为+q、质量为m的带电粒子，以初速度v₀紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下极板边缘射出，射出时速度恰与下极板成30º角，如图所示，不计粒子重力，

求：（1）粒子末速度的大小（2）匀强电场的场强（3）两板间的距离

平行正对极板A、B间电压为U₀，两极板中心处均开有小孔。平行正对极板C、D长均为L，板间距离为d，与A、B垂直放置，B板中心小孔到C、D两极板距离相等。现有一质量为m，电荷量为+q的粒子从A板中心小孔处无初速飘入A、B板间，其运动轨迹如图中虚线所示，恰好从D板的边沿飞出。该粒子所受重力忽略不计，板间电场视为匀强电场。

（1）指出A、B、C、D四个极板中带正电的两个极板；
（2）求出粒子离开B板中心小孔时的速度大小；
（3）求出C、D两极板间的电压。

在场强为E的匀强电场中，取O点为圆心，r为半径作一圆周，在O点固定一电荷量为＋Q的点电荷，a、b、c、d为相互垂直的两条直线和圆周的交点．当把一试探电荷＋q放在d点恰好平衡(如右图所示，不计重力)

(1)匀强电场场强E的大小、方向如何？
(2)试探电荷＋q放在点c时，受力Fc的大小、方向如何？
(3)试探电荷＋q放在点b时，受力Fb的大小、方向如何？