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第1讲电磁接力难在哪
题一:如图所示是质谱仪的工作原理示意图。忽略重力的带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器,速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S
上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A匀强磁场。下列表述正确的是( )
A。平板S下方有磁感应强度为B的
12 0
A.质谱仪是分析同位素的重要工具B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
E
C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于B
D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越小
题二:质谱仪最初是由汤姆生的学生阿斯顿设计的,他用质谱仪证实了同位素的存在。如图
所示,容器A中有质量分别为m
、m,电荷量相同的两种粒子(不考虑粒子重力及粒子间的
1 2
相互作用),它们从容器A正下方的小孔S
1
不断飘入电压为U的加速电场(粒子的初速度可
视为零),沿直线S
S(S
为小孔),以与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B、方向垂直
12 2
纸面向外的匀强磁场中,最后打在水平放置的照相底片上。由于实际加速电压的大小在U
±ΔU的范围内微小变化,这两种粒子在底片上可能发生重叠。对此,下列判断正确的有
( )
两粒子均带正电
打在M处的粒子质量较小
若U一定,ΔU越大越容易发生重叠
若ΔU一定,U越大越容易发生重叠
题三:如图所示,在y>0的空间存在沿y轴正方向的匀强电场,在y<0的空间虚线MN的
下方存在垂直纸面向里的匀强磁场,比荷为k的粒子(不计重力)从点A(0,h)以速度v
0
沿x轴正方向射入电场,一段时间后经过x轴上的Q点(未画出)与x轴正方向成θ=53°
穿出电场,并经MN上的P点(未画出)进入匀强磁场中,粒子恰好不从y轴穿出而从MN上穿出,已知OM=0.4h,求:
匀强电场的电场强度E的大小。
匀强磁场的磁感应强度B的大小。
粒子从A点到穿出磁场的时间t。
题四:如图所示,直角坐标系的第一象限内紧挨y轴有一宽为L、水平向左的匀强电场,电
0场强度为E,电场边界CD的右侧有一垂直纸面向里的匀强磁场(未画出),y轴左侧有一垂
0
直纸面向里的匀强磁场,其边界NM与y轴成30°角,且OM=2L,第四象限内存在沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、带电荷量为+q的不计重力的粒子从CD上的点A(L,L)由静止释放,粒子恰好不从MN穿出,粒子经第四象限内的电场偏转后经x轴上的点P(2L,0)进入第一象限内的匀强磁场中,最终垂直击中CD上的D点。求:
第二、三象限内匀强磁场的磁感应强度B的大小。
第四象限内匀强电场的电场强度E的大小。
(3)D点到x轴的距离。
(4)粒子从A点由静止释放到击中D点所经历的时间。
题五:如图所示,间距为d的两竖直线MN、PQ将空间分成三个区域,在MN左侧的区域
1Ⅰ中存在与水平方向成60°角斜向下的匀强电场,场强大小为E(未知),PQ的右侧区域
1
0Ⅲ中存在水平向左的匀强电场,场强大小为E,MN、PQ之间的区域Ⅱ中存在垂直纸面向
0
外的匀强磁场,磁感应强度为B。现从A点沿竖直方向向上以相同初速度v0同时发射两个粒子a、b,其中粒子a恰好垂直PQ水平进入区域Ⅲ,粒子b与MN成60°角斜向上进入区
域Ⅰ,已知两粒子在磁场中运动的时间相等且粒子a回到PQ时粒子b也恰好到达MN上的
C点(未画出),不计粒子重力及粒子间的相互作用,求:
粒子b的比荷;
粒子a在区域Ⅲ中运动的最远距离;
粒子b到达C点时的速度大小。
题六:如图所示,在第一、二象限存在场强均为E的匀强电场,其中第一象限的匀强电场的方向沿x轴正方向,第二象限的电场方向沿x轴负方向。在第三、四象限矩形区域ABCD内存在垂直于纸面向外的匀强磁场,矩形区域的AB边与x轴重合。M点是第一象限中无限
靠近y轴的一点,在M点有一质量为m、电荷量为e的质子,以初速度v0沿y轴负方向开始运动,恰好从N点进入磁场,若OM=2ON,不计质子的重力。
求N点的横坐标d。
若质子经过磁场最后能无限靠近M点,则矩形区域的最小面积是多少?
在(2)的前提下,该质子由M点出发返回到无限靠近M点需要多少时间?
0题七:如图甲所示,带正电的粒子以水平速度v、平行金属板MN间中线OO连续射入,
0
MN板间接有如图乙所示的随时间变化的电压uMN,电场只存在于两板间,紧邻金属板右侧有垂直纸面向里
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