帶電體在復(fù)合場(chǎng)中綜合問(wèn)題解法要領(lǐng)-文庫(kù)吧
2025-03-10 01:10 本頁(yè)面
【正文】 ，xoy平面內(nèi)的圓O′與y軸相切于坐標(biāo)原點(diǎn)o。在該圓形區(qū)域內(nèi)，有與y軸平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于圓面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)帶電粒子（不計(jì)重力）從原點(diǎn)o沿x軸進(jìn)入場(chǎng)區(qū)，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)場(chǎng)區(qū)的時(shí)間為T0。若撤去磁場(chǎng)，只保留電場(chǎng)，其他條件不變，該帶電粒子穿過(guò)場(chǎng)區(qū)的時(shí)間為T0／2。若撤去電場(chǎng)，只保留磁場(chǎng)，其他條件不變，求：該帶電粒子穿過(guò)場(chǎng)區(qū)的時(shí)間。B組，電子從燈絲K發(fā)出（初速度可忽略不計(jì)），經(jīng)燈絲與A板間的電壓U1加速，從A板中心孔沿中心線KO射出，然后進(jìn)入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中（偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)），電子進(jìn)入M、N間電場(chǎng)時(shí)的速度與電場(chǎng)方向垂直，電子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)后打在熒光屏上的P點(diǎn)。 已知M、N兩板間的電壓為U2，兩板間的距離為d，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，不計(jì)電子受到的重力及它們之間的相互作用力。（1）求電子穿過(guò)A板時(shí)速度的大?。唬?）求電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí)的側(cè)移量；（3）若要使電子打在熒光屏上P點(diǎn)的上方，可采取哪些措施？，水平放置的平行板電容器，與某一電源相連，它的極板長(zhǎng)L＝0．4 m，兩板間距離d＝410－3 m，有一束由相同帶電微粒組成的粒子流，以相同的速度v0從兩板中央平行極板射入，開關(guān)S閉合前，兩板不帶電，由于重力作用微粒能落到下板的正中央，已知微粒質(zhì)量為m＝410－5kg，電荷量q＝＋110－8 C．（g＝10 m/s2）求：（1）微粒入射速度v0為多少？（2）為使微粒能從平行板電容器的右邊射出電場(chǎng)，電容器的上板應(yīng)與電源的正極還是負(fù)極相連？所加的電壓U應(yīng)取什么范圍？，兩板所加電壓隨時(shí)間變化圖線如圖乙所示，t=0時(shí)刻，質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子以平行于極板的速度v0射入電容器，t=3T時(shí)刻恰好從下極板邊緣射出電容器，帶電粒子的重力不計(jì)，求：（1）平行板電容器板長(zhǎng)L；（2）粒子從射入到射出電容器時(shí)速度偏轉(zhuǎn)的角度tanφ；（3）粒子從射入到射出電容器時(shí)豎直方向偏轉(zhuǎn)的位移y．，一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為+q的小球，以初速度v0自h高度水平拋出。不計(jì)空氣阻力。重力加速度為g。（1）求小球從拋出點(diǎn)至第一落地點(diǎn)P的水平位移S的大??；（2）若在空間豎直方向加一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)小球水平拋出后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E的大??；（3）若在空間再加一個(gè)垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)小球拋出后沿圓弧軌跡運(yùn)動(dòng)，第一落地點(diǎn)仍然是P點(diǎn)，求該磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。hSPv0（4）若在空間加上一豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，使小球的水平射程增加為原來(lái)的2倍，求此電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向；圖甲，找到解決的思路與方法，例如：模型法、等效法、分析法、圖像法。掌握并能運(yùn)用這些方法在一定程度上比習(xí)得物理知識(shí)更加重要。（1）如圖甲所示，空間有一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，半徑為r的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，O是圓心，AB是豎直方向的直徑。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球套在圓環(huán)上，并靜止在P點(diǎn)，且OP與豎直方向的夾角θ=37176。不計(jì)空氣阻力。已知重力加速度為g，sin37176。=，cos37176。=。a．求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大?。籦．若要使小球從P點(diǎn)出發(fā)能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，求小球初速度應(yīng)滿足的條件。，一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為的微粒，從點(diǎn)以大小為的初速度豎直向上射入水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中．微粒通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為，方向水平向右．求： （1）該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大??； （2）、兩點(diǎn)間的電勢(shì)差； （3）該微粒從點(diǎn)到點(diǎn)過(guò)程中速率的最小值．7..如圖所示，在真空室中平面直角坐標(biāo)系的y軸豎直向上，x軸上的P點(diǎn)與Q點(diǎn)關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)O對(duì)稱，PQ間的距離d=30cm。坐標(biāo)系所在空間存在一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)的大小E=。一帶電油滴在xOy平面內(nèi)，從P點(diǎn)與x軸成30176。的夾角射出，該油滴將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，已知油滴的速度v=，所帶電荷量q=107C，重力加速度為g=10m/s2。（1）求油滴的質(zhì)量m。（2）若在空間疊加一個(gè)垂直于xOy平面的圓形有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使油滴通過(guò)Q點(diǎn)，且其運(yùn)動(dòng)軌跡關(guān)于y軸對(duì)稱。已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=，求：a．油滴在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；b．圓形磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積S。C組，一個(gè)帶電為+q質(zhì)量為m的小球，從距地面高h(yuǎn)處以一定的初速水平拋出， 在距拋出點(diǎn)L（水平距離）處有根管口比小球稍大的豎直細(xì)管，管的上端口距地面h/2。為了使小球能無(wú)碰撞地通過(guò)管子，可在管子上方整個(gè)區(qū)域內(nèi)加一水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，求：（1）小球的初速度（2）應(yīng)加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)（3）小球落地時(shí)的動(dòng)能，水平放置的平行板電容器，原來(lái)兩板不帶電，上極板接地，它的極板長(zhǎng)L = ，兩板間距離 d = cm，有一束相同微粒組成的帶電粒子流從兩板中央平行極板射入，由于重力作用微粒能落到下板上，已知微粒質(zhì)量為 m = 2106kg，電量q = 1108C，電容器電容為C =106F．求(1)為使第一粒子能落點(diǎn)范圍在下板中點(diǎn)到緊靠邊緣的B點(diǎn)之內(nèi)，則微粒入射速度v0應(yīng)為多少？(2)以上述速度入射的帶電粒子，最多能有多少個(gè)落到下極板上？，一質(zhì)量為m，帶電量為+q的粒子從靜止開始通過(guò)恒定電壓U0的電場(chǎng)加速后緊貼著水平放置的A板射進(jìn)一豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，豎直電場(chǎng)A、B兩板間電壓如圖乙所示，極板長(zhǎng)均為L(zhǎng)，相距為d，帶電粒子恰好能從電場(chǎng)中射出，不計(jì)粒子的重力．求：（1）豎直電場(chǎng)兩級(jí)A、B間的恒定電壓U為多大；（2）若將A、B間所加電壓按圖丙所示規(guī)律變化，帶電粒子也恰好從B板右邊平行于金屬板射出，從帶電粒子飛入豎直電場(chǎng)時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，求：（i）所加電壓的周期T應(yīng)滿足的條件；（ii）所加電壓振幅U1應(yīng)滿足的條件．4.（1）從宏觀現(xiàn)象中總結(jié)出來(lái)的經(jīng)典物理學(xué)規(guī)律不一定都能適用于微觀體系。但是在某些問(wèn)題中利用經(jīng)典物理學(xué)規(guī)律也能得到與實(shí)際比較相符合的結(jié)論。例如，玻爾建立的氫原子模型，仍然把電子的運(yùn)動(dòng)看做經(jīng)典力學(xué)描述下的軌道運(yùn)動(dòng)。他認(rèn)為，氫原子中的電子在庫(kù)侖力的作用下，繞原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知電子質(zhì)量為m，元電荷為e，靜電力常量為k，氫原子處于基態(tài)時(shí)電子的軌道半徑為r1。a．氫原子處于基態(tài)時(shí)，電子繞原子核運(yùn)動(dòng)，可等效為環(huán)形電流，求此等效電流值。b．氫原子的能量 等于電子繞原子核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能、電子與原子核系統(tǒng)的電勢(shì)能的總和。已知當(dāng)取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零時(shí)，點(diǎn)電荷電場(chǎng)中離場(chǎng)源電荷q為r處的各點(diǎn)的電勢(shì)。求處于基態(tài)的氫原子的能量。（2）在微觀領(lǐng)域，動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律依然適用。在輕核聚變的核反應(yīng)中，兩個(gè)氘核（）以相同的動(dòng)能E0=，假設(shè)該反應(yīng)中釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為氦核（）和中子（）的動(dòng)能。已知氘核的質(zhì)量mD=，中子的質(zhì)量mn=，氦核的質(zhì)量mHe=，其中1u相當(dāng)于931MeV。在上述輕核聚變的核反應(yīng)中生成的氦核和中子的動(dòng)能各是多少M(fèi)eV（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）？有約束粒子的運(yùn)動(dòng)：A組，一質(zhì)量為m的帶電小球，用長(zhǎng)為l的絕緣細(xì)線懸掛在水平向右，場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，靜止時(shí)懸線與豎直方向成θ角 （1）求小球所帶
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