(15分)如图所示,水平放置的平行金属板间有竖直方向的匀强电场,金属板长度和板间距离均为L,金属板左侧有电压为U0的加速电场,一电量为q的带正电粒子从静止开始经加速电场加速后,从金属板中央水平进入匀强电场,恰好通过金属板右侧边缘,不计粒子重力,求:
(1)金属板间电压U; (2)带电粒子通过金属板右侧边缘时的动能.
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(15分)如图所示,水平放置的平行金属板间有竖直方向的匀强电场,金属板长度和板间距离均为L,金属板左侧有电压为U0的加速电场,一电量为q的带正电粒子从静止开始经加速电场加速后,从金属板中央水平进入匀强电场,恰好通过金属板右侧边缘,不计粒子重力,求:
(1)金属板间电压U; (2)带电粒子通过金属板右侧边缘时的动能.
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(18分)如图所示,在电子枪右侧依次存在加速电场,两水平放置的平行金属板和竖直放置的荧光屏。加速电场的电压为U1。两平行金属板的板长、板间距离均为d。荧光屏距两平行金属板右侧距离也为d。电子枪发射的质量为m、电荷量为–e的电子,从两平行金属板的中央穿过,打在荧光屏的中点O。不计电子在进入加速电场前的速度及电子重力。
(1)求电子进入两金属板间时的速度大小v0;
(2)若两金属板间只存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,求电子到达荧光屏的位置与O点距离的最大值和此时磁感应强度B的大小;
(3)若两金属板间只存在竖直方向的匀强电场,两板间的偏转电压为U2,电子会打在荧光屏上某点,该点距O点距离为,求此时U1与U2的比值;若使电子打在荧光屏上某点,该点距O点距离为d,只改变一个条件的情况下,请你提供一种方案,并说明理由。
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如图甲所示,水平加速电场的加速电压为,在它的右侧是水平正对放置的平行金属板
、
构成的偏转电场,已知偏转电场的板长
,板间距离
,两板间接有如图乙所示的随时间变化的电压
,且
板电势高于
板电势.在金属板右侧存在有界的匀强磁场,磁场的左边界为与金属板右侧重合的竖直平面
,
右侧的磁场范围足够大,磁感应强度
,方向与偏转电场正交向里(垂直纸面向里).质量和电荷量都相同的带正电的粒子从静止开始经过电压
的加速电场后,连续沿两金属板间的中线
方向射入偏转电场中,中线
与磁场边界
垂直.已知带电粒子的比荷
,不计粒子所受的重力和粒子间的相互作用力,忽略偏转电场两板间电场的边缘效应,在每个粒子通过偏转电场区域的极短时间内,偏转电场可视作恒定不变.
()求
时刻射入偏转电场的粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离;
()求粒子进入磁场时的最大速度;
()对于所有进入磁场中的粒子,如果要增大粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离,应该采取哪些措施?试从理论上推理说明.
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如图所示为两组平行板金属板,一组竖直放置,一组水平放置,今有一质量
为m的电量为e的电子静止在竖直放置的平行金属板的A点,经电压U0加速后通
过B点进入两板间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间,若电子从两块水
平平行板的正中间射入,且最后电子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出,A、B分
别为两块竖直板的中点,求:
(1)电子通过B点时的速度大小
(2)右侧平行金属板的长度
(3)电子穿出右侧平行金属板时的动能和速度方向
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如图所示,在真空中竖直放置一对金属板,加速电压为U。,水平放置一对金属板,板间距离为d,偏转电压为U,一电荷量为-q质量为m的带电粒子从极板由静止出发,从偏转电场的右侧飞出。(不计粒子的重力)则
进入偏转电场的初速度V0=
穿越偏转电场的时间t=
在偏转电场的加速度a=
离开偏转电场时Y方向的速度vy=
离开偏转电场时Y方向的位移y=
离开偏转电场时的速度的偏向角tanθ=
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如图甲所示,水平加速电场的加速电压为U0,在它的右侧有由水平正对放置的平行金属板a、b构成的偏转电场,已知偏转电场的板长L=0.10 m,板间距离d=5.0×10-2m,两板间接有如图15乙所示的随时间变化的电压U,且a板电势高于b板电势。在金属板右侧存在有界的匀强磁场,磁场的左边界为与金属板右侧重合的竖直平面MN,MN右侧的磁场范围足够大,磁感应强度B=5.0×10-3T,方向与偏转电场正交向里(垂直纸面向里)。质量和电荷量都相同的带正电的粒子从静止开始经过电压U0=50V的加速电场后,连续沿两金属板间的中线OO′方向射入偏转电场中,中线OO′与磁场边界MN垂直。已知带电粒子的比荷=1.0×108C/kg,不计粒子所受的重力和粒子间的相互作用力,忽略偏转电场两板间电场的边缘效应,在每个粒子通过偏转电场区域的极短时间内,偏转电场可视作恒定不变。
(1)求t=0时刻射入偏转电场的粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离;
(2)求粒子进入磁场时的最大速度;
(3)对于所有进入磁场中的粒子,如果要增大粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离,应该采取哪些措施?试从理论上推理说明。
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如图甲所示,水平加速电场的加速电压为U0,在它的右侧有由水平正对放置的平行金属板a、b构成的偏转电场,已知偏转电场的板长L=0.10 m,板间距离d=5.0×10-2 m,两板间接有如图15乙所示的随时间变化的电压U,且a板电势高于b板电势。在金属板右侧存在有界的匀强磁场,磁场的左边界为与金属板右侧重合的竖直平面MN,MN右侧的磁场范围足够大,磁感应强度B=5.0×10-3T,方向与偏转电场正交向里(垂直纸面向里)。质量和电荷量都相同的带正电的粒子从静止开始经过电压U0=50V的加速电场后,连续沿两金属板间的中线OO′方向射入偏转电场中,中线OO′与磁场边界MN垂直。已知带电粒子的比荷=1.0×108 C/kg,不计粒子所受的重力和粒子间的相互作用力,忽略偏转电场两板间电场的边缘效应,在每个粒子通过偏转电场区域的极短时间内,偏转电场可视作恒定不变。
1.求t=0时刻射入偏转电场的粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离;
2.求粒子进入磁场时的最大速度;
3.对于所有进入磁场中的粒子,如果要增大粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离,应该采取哪些措施?试从理论上推理说明。
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