如圖為研究光電效應(yīng)的裝置示意圖，該裝置可用于分析光子的信息。在xOy平面（紙面）內(nèi)，垂直紙面的間距為b的金屬薄板M、N與y軸平行放置，板N中間有一小孔O。有一左邊界與y軸平行且相距為L、下邊界與x軸重合的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，其寬度為d,長度足夠長，其中磁場的方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào)。電子從板M逸出后經(jīng)極板間電壓U加速（板間電場視為勻強(qiáng)電場），調(diào)節(jié)MN間的加速電壓U和磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，使電子恰好打在坐標(biāo)為（d+2L，0）的點(diǎn)上，被置于該處的探測器接收。已知電子質(zhì)量為m、電荷量為e,電子從板M逸出時(shí)的速度大小為v1（0＜v1≤v0），v1的方向與x軸正方向夾角為β（-90°＜β≤90°），忽略電子的重力及電子間的作用力。
（1）若極板間電壓U=U0，為了使從O點(diǎn)以各種大小和方向的速度射向磁場區(qū)域的電子都能被探測到，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的調(diào)節(jié)范圍。
（2）若保持v1=v0，β=90°，當(dāng)極板間電壓由U=U02向U=U0調(diào)節(jié)時(shí)，為了使從O點(diǎn)射向磁場區(qū)域的電子都能被探測到，試分析①應(yīng)如何調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度B？（調(diào)大還是調(diào)小還是不變）
②求能被探測到的電子從M極板上逸出時(shí)的縱坐標(biāo)絕對值的最大值。
U
=
U
0
2
【答案】（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的調(diào)節(jié)范圍為；
（2）①見解析；
②能被探測到的電子從M極板上逸出時(shí)的縱坐標(biāo)絕對值的最大值為。
B
max
=
2
m
v
0
ed
（2）①見解析；
②能被探測到的電子從M極板上逸出時(shí)的縱坐標(biāo)絕對值的最大值為
2
v
0
b
m
e
U
0
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：94引用：3難度：0.5
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1．如圖1所示，在xOy坐標(biāo)系中，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對稱，極板長度和板間距均為l,緊靠極板的右邊緣的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域由ΔAB0和矩形0BCD構(gòu)成，其中∠OAB=60°，OD=OA．磁場方向垂直于xOy平面向里，D、A位于y軸上。位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸向右接連發(fā)射質(zhì)量為m,電荷量為+q、速度相同的帶電粒子，現(xiàn)在0～3t0時(shí)間內(nèi)兩板間加上如圖2所示的電壓，已知t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的粒子，在t0時(shí)刻射入磁場時(shí)，恰好不會(huì)從磁場邊界射出磁場區(qū)域且圓心在x軸上，上述l、m、q、t0為已知量，U0=
，不考慮P、Q兩板電壓的變化對磁場的影響，也不考慮粒子的重力及粒子間的相互影響，求：ml2qt02
（1）t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子射入磁場時(shí)的速度；
（2）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及磁場區(qū)域的面積；
（3）t=t0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
發(fā)布：2024/12/30 0:0:1組卷：89引用：2難度：0.7 -
2．如圖，半徑為d的圓形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場垂直圓所在的平面。一帶電量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子從圓周上a點(diǎn)對準(zhǔn)圓心O射入磁場，從b點(diǎn)折射出來，若α=60°，則帶電粒子射入磁場的速度大小為（ ?。?/h2>發(fā)布：2025/1/6 0:30:5組卷：272引用：2難度：0.6 -
3．如圖所示，三角形ABC內(nèi)有垂直于三角形平面向外的勻強(qiáng)磁場，AB邊長為L，∠CAB=30°，∠B=90°，D是AB邊的中點(diǎn)。現(xiàn)在DB段上向磁場內(nèi)射入速度大小相同、方向平行于BC的同種粒子（不考慮粒子間的相互作用和粒子重力），若從D點(diǎn)射入的粒子恰好能垂直AC邊射出磁場，則AC邊上有粒子射出的區(qū)域長度為（ ?。?/h2>發(fā)布：2025/1/3 0:30:3組卷：303引用：1難度：0.5
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