當(dāng)前位置： 2022-2023學(xué)年浙江省紹興市柯橋區(qū)高二（上）期中物理試卷（錢清卷）> 試題詳情

如圖所示是粒子收集器示意圖，該結(jié)構(gòu)處于真空環(huán)境并由三部分構(gòu)成，區(qū)域Ⅰ與區(qū)域Ⅱ由兩高壓平行電極板構(gòu)成，間距均為d=20cm,下極板帶正電，上極板帶負(fù)電，板間形成豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)。區(qū)域Ⅰ中還存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，區(qū)域Ⅰ板間電壓恒為U₁=6000V，區(qū)域Ⅱ板長(zhǎng)為L(zhǎng)=10cm,板間存在可變電壓U₂，最右側(cè)為一無(wú)限大接收屏?，F(xiàn)有一群在豎直方向上均勻排列的帶負(fù)電粒子，其質(zhì)量為m,電荷量為-q,以水平速度v=3×10⁶m/s射入?yún)^(qū)域Ⅰ，只有速度始終保持水平的粒子才能穿過(guò)篩選膜，否則將被吸收。篩選膜對(duì)水平射入的粒子的電量和速度均無(wú)任何影響，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中忽略粒子重力，不考慮粒子間相互作用，不考慮邊緣效應(yīng)。（
q
m
=1.8×10¹¹C/kg）
（1）若要使得粒子通過(guò)篩選膜，求勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的大小和方向；
（2）若使得接收屏恰好無(wú)法接收到粒子，求此時(shí)的U₂；
（3）求收集率η與U₂的關(guān)系。

【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)；從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場(chǎng)中的問(wèn)題．

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：6引用：2難度：0.4

相似題

1．在如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xOy中，第一象限有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第三、四象限有垂直于紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為m、電量為+q的帶電粒子沿x軸正向以初速度v₀從A（0，1.5l）點(diǎn)射入第一象限，偏轉(zhuǎn)后打到x軸上的
C
（
3
l
,
0
）
點(diǎn)。已知第四象限勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為
m
v
0
ql
，不計(jì)粒子重力。
（1）求第一象限勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大??；
（2）求粒子從C點(diǎn)直接運(yùn)動(dòng)到P（0，-3l）點(diǎn)所用的時(shí)間；
（3）為使從C點(diǎn)射入磁場(chǎng)的粒子經(jīng)過(guò)第三象限偏轉(zhuǎn)后直接回到A點(diǎn)，求第三象限磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。
發(fā)布：2024/11/18 1:0:2組卷：740引用：8難度：0.4
解析
2．如圖所示，在0≤x≤3a的區(qū)域內(nèi)存在與xOy平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。t=0時(shí)刻，從原點(diǎn)O向xOy平面內(nèi)發(fā)射大量速度大小相等、方向不同的帶電粒子，速度方向與y軸正方向的夾角在0°～90°范圍內(nèi)，其中沿y軸正方向發(fā)射的粒子在t=t₀時(shí)刻剛好從磁場(chǎng)右邊界上P（3a,
3
a
）點(diǎn)離開磁場(chǎng).不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用。
（1）畫出沿y軸正方向發(fā)射的粒子在磁場(chǎng)中的軌跡，并求該軌跡的半徑R；
（2）求粒子的比荷
q
m
；
（3）求右邊界上有粒子射出的區(qū)域長(zhǎng)度d。
發(fā)布：2024/11/17 17:0:1組卷：324引用：6難度：0.4
解析

3．如圖所示，兩個(gè)完全相同的半圓形光滑軌道豎直固定在水平地面上，使軌道兩端在同一高度上，右邊軌道置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外。兩個(gè)相同的帶正電小球同時(shí)從兩軌道左端最高點(diǎn)由靜止開始沿軌道運(yùn)動(dòng)，P、M分別為兩軌道的最低點(diǎn)，則下列有關(guān)判斷正確的是（　　）

A．兩小球第一次到達(dá)軌道最低點(diǎn)的速度關(guān)系：v_P＞v_M

B．兩小球第一次到達(dá)軌道最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力關(guān)系：F_P＜F_M

C．兩小球從開始運(yùn)動(dòng)到第一次到達(dá)軌道最低點(diǎn)所用的時(shí)間關(guān)系：t_P=t_M

D．左邊小球能回到出發(fā)點(diǎn)位置，右邊小球不能回到出發(fā)點(diǎn)位置

發(fā)布：2024/11/17 14:30:2組卷：25引用：1難度：0.4

解析

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