运动电场物理题!在线等!
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/04/28 12:14:49
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4．带电粒子的比荷qm是一个重要的物理量．某中学物理兴趣小组设计了一个实验,探究电场和磁场对电子运动轨迹的影响,以求得电子的比荷,实验装置如图所示．
(1)他们的主要实验步骤如下．
A．首先在两极板M1M2之间不加任何电场、磁场,开启阴极射线管电源,发射的电子从两极板中央通过,在荧屏的正中心处观察到一个亮点．
B．在M1M2两极板间加合适的电场：加极性如图所示的电压,并逐步调节增大,使荧屏上的亮点逐渐向荧屏下方偏移,直到荧屏上恰好看不见亮点为止,记下此时外加电压为U．请问本步骤的目的是什么?
C．保持步骤B中的电压U不变,对M1M2区域加一个大小、方向均合适的磁场B,使荧屏正中心重现亮点,试问外加磁场的方向如何?
(2)根据上述实验步骤,同学们正确推算出电子的比荷与外加电场、磁场及其他相关量的关系为qm＝UB2d2．一位同学说,这表明电子的比荷将由外加电压决定,外加电压越大则电子的比荷越大．你认为他的说法正确吗?为什么?
[2007年高考•广东物理卷]
[答案] (1)B．使电子刚好落在正极板的近荧幕端的边缘,利用已知量表达qm．
C．垂直电场方向向外(垂直纸面向外)
(2)说法不正确,电子的比荷是电子的固有参数．
5．1932年,劳伦斯和利文斯顿设计出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如图所示,置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直．A处粒子源产生的粒子,质量为m、电荷量为＋q ,在加速器中被加速,加速电压为U．加速过程中不考虑相对论效应和重力作用．
6．如图甲所示,在x轴下方有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于xOy平面向外．P是y轴上距原点为h的一点,N0为x轴上距原点为a的一点．A是一块平行于x轴的挡板,与x轴的距离为h2,A的中点在y轴上,长度略小于a2．带电粒子与挡板碰撞前后,x方向的分速度不变,y方向的分速度反向、大小不变．质量为m、电荷量为q(q＞0)的粒子从P点瞄准N0点入射,最后又通过P点．不计重力．求粒子入射速度的所有可能值．
[2009年高考•全国理综卷Ⅰ]
甲
【解析】设粒子的入射速度为v,第一次射出磁场的点为N0′,与板碰撞后再次进入磁场的位置为N1．粒子在磁场中运动的半径为R,有：R＝mvqB
乙
粒子的速度不变,每次进入磁场与射出磁场的位置间的距离x1保持不变,则有：
x1＝N0′N0＝2Rsin θ
粒子射出磁场与下一次进入磁场位置间的距离x2始终不变,与N0′N1相等．由图乙可以看出x2＝a
设粒子最终离开磁场时,与挡板相碰n次(n＝0,1,2…)．若粒子能回到P点,由对称性可知,出射点的x坐标应为－a,即：(n＋1)x1－nx2＝2a
由以上两式得：x1＝n＋2n＋1a
若粒子与挡板发生碰撞,则有：
x1－x2＞a4
联立解得：n＜3
v＝qB2msin θ•n＋2n＋1a
式中sin θ＝ha2＋h2
解得：v0＝qBaa2＋h2mh,n＝0
v1＝3qBaa2＋h24mh,n＝1
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