如圖15-5-19所示，兩個(gè)共軸的圓筒形金屬電極，外電極接地.其上均勻分布著平行于軸的四條狹縫a、b、c和d，外筒的外半徑為r0，在圓筒之外的足夠大的區(qū)域中有平行于軸線方向的均勻磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.在兩極間加上電壓，使兩圓筒之間的區(qū)域內(nèi)有沿半徑向外的電場，一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子，從緊靠內(nèi)筒且正對狹縫a的S點(diǎn)出發(fā)，初速為零.如果該粒子經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)動之后，恰好又回到出發(fā)點(diǎn)S，則兩電極之間的電壓U應(yīng)是多少？(不計(jì)重力，整個(gè)裝置在真空中)

圖15-5-19

解析：粒子從S點(diǎn)出發(fā)后，經(jīng)兩圓筒之間的電場加速，從a孔垂直筒射入磁場，設(shè)射入磁場時(shí)的速度為v,有關(guān)系式：

    qU=mv2                     ①

    進(jìn)入磁場后，受洛倫茲力作用做勻速圓周運(yùn)動，有關(guān)系式

    qvB=                  ②

    根據(jù)題意，要求粒子最后又回到出發(fā)點(diǎn)S，必須使粒子能從狹縫b(或d)沿徑向飛入，在兩筒壁間先做減速運(yùn)動，然后又反向加速從原狹縫飛出，依次循環(huán)如圖所示.

    因此要使粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑滿足條件R=r0           ③

    聯(lián)立①②③式，即可解得兩電極之間的電壓為U=.

答案：

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖15-5-19所示，在虛線MN的上方存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向內(nèi)，質(zhì)子和α粒子以相同的速度v0由MN上的O點(diǎn)以垂直MN且垂直于磁場的方向射入勻強(qiáng)磁場中，再分別從MN上A、B兩點(diǎn)離開磁場.已知質(zhì)子的質(zhì)量為m，電荷為e，α粒子的質(zhì)量為4m，電荷為2E.忽略帶電粒子的重力及質(zhì)子和α粒子間的相互作用.求：

圖15-5-19

（1）A、B兩點(diǎn)間的距離；

（2）α粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間.

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖15-5-19所示，在虛線MN的上方存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向內(nèi)，質(zhì)子和α粒子以相同的速度v0由MN上的O點(diǎn)以垂直MN且垂直于磁場的方向射入勻強(qiáng)磁場中，再分別從MN上A、B兩點(diǎn)離開磁場.已知質(zhì)子的質(zhì)量為m，電荷為e，α粒子的質(zhì)量為4m，電荷為2E.忽略帶電粒子的重力及質(zhì)子和α粒子間的相互作用.求：

圖15-5-19

（1）A、B兩點(diǎn)間的距離；

（2）α粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間.

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖15-5-19所示，兩個(gè)共軸的圓筒形金屬電極，外電極接地.其上均勻分布著平行于軸的四條狹縫a、b、c和d，外筒的外半徑為r0，在圓筒之外的足夠大的區(qū)域中有平行于軸線方向的均勻磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.在兩極間加上電壓，使兩圓筒之間的區(qū)域內(nèi)有沿半徑向外的電場，一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子，從緊靠內(nèi)筒且正對狹縫a的S點(diǎn)出發(fā)，初速為零.如果該粒子經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)動之后，恰好又回到出發(fā)點(diǎn)S，則兩電極之間的電壓U應(yīng)是多少？(不計(jì)重力，整個(gè)裝置在真空中)

圖15-5-19

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖4－19所示，一質(zhì)量為5 kg的滑塊在F＝15 N的水平拉力作用下，由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動．若滑塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)是0.2，g取10 m/s2，問：

圖4－19

 (1)滑塊運(yùn)動的加速度大��；

(2)如果力F作用8 s后撤去，則撤去F后滑塊還能滑行的距離．

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