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如图所示,匀强电场方向水平向右,匀强磁场方向垂直于纸面向里。一质量为m、带电量为q的微粒以速度υ与磁场垂直、与电场成θ角射入复合场中,恰能做匀速直线运动。求电场强度E和磁感应强度B的大小。
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试题分析:微粒受力如图,根据平衡条,得
①
②
由①②式联立,得
点评:此题关键粒子恰能做匀速直线运动,受力平衡,必考虑重力;对粒子正确进行受力分析,由平衡条件列方程求解。
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如图,圆柱桶的一个横截面在
xOy
平面内,与
x
轴相切于坐标原点
O
,圆心为
,半径为
,在与
y
轴成
=
角的直径两端开有小孔
和
。现在桶内加匀强磁场,磁感应强度为
,方向平行于轴线向外,该装置就是一个离子速度选择器。离子束以某一入射角从
孔射入,
取值不同,就有不同速率的离子从
孔射出。
x
轴下方存在方向沿
x
轴正向的匀强电场,其右边界上放置一个与
y
轴平行、间距为
的挡板,板上开有小孔
(与
、
、
共线),紧靠
孔处安放一离子探测器。当离子源
S
以入射角
对准
孔发射某种正离子,电场场强大小为
时,探测器检测到有离子射入。不计离子重力和离子间的作用,打在桶壁和挡板上的离子不再反弹。试求:
(1)射入探测器上的离子的比荷(电荷量与质量之比);
(2)射入探测器上的离子在磁场和电场中运动的时间之比。
两块平行金属板
MN
、
PQ
水平放置,两板间距为
d
、板长为
l
,在紧靠平行板右侧的正三角形区域内存在着垂直纸面的匀强磁场,三角形底边
BC
与
PQ
在同一水平线上,顶点
A
与
MN
在同一水平线上,如图所示.一个质量为
m
、电量为+
q
的粒子沿两板中心线以初速度
v
0
水平射入,若在两板间加某一恒定电压,粒子离开电场后垂直
AB
边从
D
点进入磁场,
BD
=
AB
,并垂直
AC
边射出(不计粒子的重力).
求:
(1)两极板间电压;
(2)三角形区域内磁感应强度;
(3)若两板间不加电压,三角形区域内的磁场方向垂直纸面向外.要使粒子进入磁场区域后能从
AB
边射出,试求所加磁场的磁感应强度最小值.
(13分)如图所示,一带电微粒质量为m=2.0×10
-11
kg、电荷量q=+1.0×10
-5
C(重力不计),从静止开始经电压为U
1
=100V的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,微粒射出电场时的偏转角θ=30º,并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长L=20cm,两板间距d=17.3cm。(注意:计算中
取1.73)
求:
⑴带电微粒进入偏转电场时的速率v
1
;
⑵偏转电场中两金属板间的电压U
2
;
⑶为使带电微粒在磁场中的运动时间最长,B的取值满足怎样的条件?
如图所示,实线表示在竖直平面内匀强电场的电场线,电场线与水平方向成α角,水平方向的匀强磁场垂直纸面向里,有一带电液滴沿斜向上的虚线l做直线运动,l与水平方向成β角,且α>β,不计空气阻力,则下列说法中正确的是( )
A.液滴可能做匀减速直线运动
B.液滴可能带负电
C.电场线方向一定斜向下
D.液滴一定做匀速直线运动
如图所示,两块水平放置、相距为
的长金属板接在电压可调的电源上。两板之间的右侧长度为
的区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为
。喷墨打印机的喷口可在两极板左侧上下自由移动,并且从喷口连续不断喷出质量均为
、速度水平且大小相等、带等量电荷的墨滴。调节电源电压至
,使墨滴在电场的左侧区域恰能沿水平方向向右做匀速直线运动。(重力加速度为
)
(1)判断墨滴所带电荷的种类,并求其电荷量;
(2)要使墨滴不从两板间射出,求墨滴的入射速率应满足的条件。
如图所示,某空间存在互相正交的匀强磁场和匀强电场,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面向里,一个带负电荷的小球以一定初速度(速度方向平行于纸面)由a点进入电磁场,经过一段时间运动至b点,下列说法正确的是
A.从a到b,小球可能做匀速直线运动
B.从a到b,小球不可能做匀变速运动
C.从a到b,小球可能做匀速圆周运动
D.从a到b,小球机械能可能不变
如图所示,虚线框内空间中同时存在着匀强电场和匀强磁场,匀强电场的电场线竖直向上,电场强度E=6×10
4
伏/米,匀强磁场的磁感线未在图中画出.一带正电的粒子按图示方向垂直进入虚线框空间中,速度v=2×10
5
米/秒.如要求带电粒子在虚线框空间做匀速直线运动,磁场中磁感线的方向是
,磁感应强度大小为
特。(粒子所受重力忽略不计)
在赤道处,将一小球向东水平抛出,落地点为
A
;给小球带上电荷后,仍以原来的速度抛出,考虑地磁场的影响,下列说法正确的是( )
A.无论小球带何种电荷,小球仍会落在
A
点
B.无论小球带何种电荷,小球下落时间都会延长
C.若小球带负电荷,小球会落在更远的
B
点
D.若小球带正电荷,小球会落在更远的
B
点
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