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课后作业
演练1
如图所示,在两个水平放置的平行金属板之间,电场和磁场的方向相互垂直。一束
带电粒子(不计重力)沿着直线穿过两板间的空间而不发生偏转。则这些粒子一定
具有相同的
A 质量
B.电量
C.运动速度
D.比荷m
q
演练2
如图所示,平行板电容器的两极板与电源相连,板间同时有电场和垂直纸面向里的
匀强磁场
,一个带电荷量为
的粒子以
为初速度从两板中间沿垂直电磁场方
向进入,穿出时粒子的动能减小了,若想使这个带电粒子以
沿原方向匀速直线穿
过电磁场,可采用的办法是
A 减小平行板的正对面积
B.增大电源电压
C 减小磁感应强度
D.增大磁感应强度
演练3
如图所示为一速度选择器,也称为滤速器的原图.
为电子枪,由枪中沿
方向
射出的电子,速率大不一.当电子通过方向互相垂直的均匀电场和磁场后,有一定
速率的电子能沿直线前进,并通过小孔
.设产生强电场的平行板间的电压为
,间距为
,垂直纸的匀强磁场的磁感应强度为
,问:
⑴磁场的指向应该向里还是向外?
2
速度为多大的电子才能通过小孔
?
演练4
如图所示,一束正离子从
处垂直射入匀强电场和向强磁场相互垂直的区域,结果
发现有些离子保持原来的运动方向未发生偏转.这些离子从磁场边界
的
处
垂直射入另一匀强磁场中,又分裂为
三束,分别运动到磁场边界
.关于
离子束,下列判断正确的是( )
A.
离子束的速度最大
B.
离子束的带电量相等
C.
离子束到达磁场边界
的时间最长
D.若
离子束的质量是
离子束的2 倍,则
离子束的带电量是
离子其的2 倍
演练5
如图所示,两平行金属板间距为
,电势差为
,板间电场可视为匀强电场,金属板
下方有一磁感应强度为
的匀强磁场,带电量为
,质量为
的粒子,由静止开
始从金属板上方出发,经电场加速后射出,并进入磁场做匀速圆周运动,忽略重力
的影响,求:
⑴ 匀强电场场强
的大小;
⑵ 粒子从电场射出时速度的大小;
⑶ 粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径
。
演练1
答案:C
演练2
答案:BC
带电粒子在正交的电磁场中运动,由于射出时动能小于
,可以判定洛伦兹力大于电场
力,因此若使带电粒子以
沿原方向运动,则必须增大电场强度或减小磁感应强度,故
正
确,错误;电场强度可利用公式
求出,可知
越大,越大,故
正确;对于
答案,
不改变电压及板间距离,只改变正对面积,不影响电场强度,故
错误.
演练3
⑴由题图可知,平行板产生的电场强度
方向向下,带负电的电子受到的电场力
,方
向向上.若没有磁场,电子柬将向上偏转,为了使电子能够穿过小孔
,所加的磁场施于电子
束的洛伦兹力必须是向下的.根据左手定则分析得出,
的方向垂直于纸面向里.
⑵电子受到的洛伦兹力为:
,它的大小与电子速率
有关.只有那些速率的
大小刚好使得洛伦兹力与电场力相平衡的电子,才可沿直线
通过小孔
.据
题意,能够通过小孔的电子,其速率满足下式:
,解得:
.又因为
,所以
.
将
,
,
代入上式,得
.即只有速率为
的电子可以通过小孔
.
答案:⑴磁场方向垂直纸面向里
⑵
演练4
答案:C
匀强电场和匀强磁场相互垂直的区域,相当于速度选择器,所以射到
点的粒子的速度是相
同的,A 错;在另一匀强磁场做匀速匾周运动,运动轨迹半径
,由图可知
值最大,
运动时间
,故
粒子束在磁场中运动时间最长,C 正确;因为
三束离子的质量、
电荷量和半径关系不确定,故B、D 错.
演练5
答案:⑴
⑵
⑶
⑴由场强公式可得
。
⑵由动能定理
,解得
⑶ 粒子受洛伦兹力为
,按照圆周运动向心力公式有
,
推出