题目内容

如图甲所示,在两极板a、b之间有一静止的电子,当在a、b之间加上如图乙所示的变化电压时(开始时a板带正电),电子的运动情况是(不计重力,板间距离足够大)(  )
A.电子一直向a板运动
B.电子一直向b板运动
C.电子在两板间做周期性往返运动
D.电子先向a板运动,再返回一直向b板运动
魔方格

试题答案

C
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如图甲所示,质量和电荷量均相同的带正电的粒子连续从小孔O1进入电压U0=50V的加速电场区(初速度可忽略不计),加速后由小孔O2沿竖直放置的平行金属板ab中心线射入金属板间的匀强电场区,然后再进入平行金属板a、b下面的匀强磁场区,最后打到感光片上.已知平行金属板a、b间的距离d=0.15m,两板间的电压U随时间t变化的随时间变化的U-t图线图线如图乙所示,且a板电势高于b板电势.磁场的上边界MN与金属板ab下端相平,且与O1、O2连线垂直,交点为O,磁场沿水平方向,且与a、b板间的电场方向垂直,磁感应强度B=1.0×10-2 T.带电粒子在匀强磁场区运动,最后打在沿MN水平放置的感光片上,打在感光片上形成一条亮线P1P2,P1到O点的距离x1=0.15m,P2到O点的距离 x2=0.20m.电场区可认为只存在于金属板间,带电粒子通过电场区的时间极短,可以认为粒子在这一运动过程中平行金属板a、b间的电压不变,不计粒子受到的重力和粒子间的相互作用力.
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(1)已知t=0时刻进入平行金属板a、b间的带电粒子打在感光片上的P2点,求带电粒子的比荷q/m;(保留两位有效数字)
(2)对任何时刻射入平行金属板a、b间的带电粒子,证明其射入磁场时的入射点和打到感光片上的位置之间的距离△x为定值;
(3)设打到P1点的带电粒子在磁场中运动的时间为t1,打到P2点的带电粒子在磁场中运动的时间为t2,则两时间之差(△t=t1-t2)为多大?(保留两位有效数字)
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