题目
题型:不详难度:来源:
(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。
答案
(1)0.40m(2)1.1×105m/s(3)要增大粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离x,应该减小匀强磁场的磁感应强度B,或增大加速电压U0
解析
(1)设经过加速电场加速后,粒子的速度为v0,根据动能定理有
,解得.由于t=0时刻偏转电场的场强为零,所以此时射入偏转电场的粒子将匀速穿过电场而以v0的速度垂直磁场边界进入磁场中,在磁场中的运动轨迹为半圆。
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r,由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得
解得 所以粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离d=2r=0.40m
(2)设粒子以最大偏转量离开偏转电场,即轨迹经过金属板右侧边缘处,进入磁场时a、b板的电压为Um,则粒子进入偏转电场后,加速度
水平方向 L=v0t
竖直方向
解得
所以,电压Um=25V时对应粒子进入磁场的速度最大,设最大速度大小为vm,方向与OO′的夹角为,则对于粒子通过加速电场和偏转电场的过程,根据动能定理有:
解得
,即(或,即)
(说明:计算结果带有根号,结果正确的同样得分)
(3)设任意时刻进入磁场的粒子,其进入磁场时速度方向与OO′的夹角为,则其速度大小
粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径
由如图所示的几何关系可知,粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离
所以要增大粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离x,应该减小匀强磁场的磁感应强度B,或增大加速电压U0
核心考点
试题【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】;主要考察你对动能定理及应用等知识点的理解。[详细]
举一反三
(1)当F = 9N时,小物块A的加速度为多大?
(2)若F足够大,则A与B碰撞之前运动的最短时间是多少?
(3)若在A与B发生弹性碰撞时撤去力F,A最终能滑出C,则F的取值范围是多少?
①找一段平直的路面,并在路面上画一道起点线;
②骑上自行车用较快速度驶过起点线,并从车把手处自由释放一团很容易辨别的橡皮泥;
③车驶过起点线后就不再蹬自行车脚蹬,让车依靠惯性沿直线继续前进;
④待车停下,记录自行车停下时的位置;
⑤用卷尺量出起点线到橡皮泥落地点间的距离、起点线到终点的距离及车把手处离地高度。
若自行车在行驶中所受的阻力为并保持恒定。
(1)自行车经过起点线时的速度 ;(用己知的物理量和所测量得到的物理量表示)
(2)自行车经过起点线后克服阻力做功 ;(用己知的物理量和所测量得到的物理量表示)
(3)多次改变自行车经过起点时的初速度,重复上述实验步骤②~④,则每次只需测量上述物理量中的 和 ,就能通过数据分析达到实验目的。
(1)运动员刚运动到c点时的速度大小;
(2)运动员(连同滑板)刚运动到c点时对轨道的压力;
(3)运动员(连同滑板)在由a点运动到b点过程中阻力对它做的功。
(1)滑块第一次到达B处时的速度大小;
(2)不计滑块在B处的速率变化,滑块到达B点时撤去力F,滑块冲上斜面,则滑块最终静止的位置与B点的距离多大。(sin37°=0.6)
(1)用笔画线代替导线将电源甲、乙接人装置,以满足题中要求;
(2)求电子从P板出来的速度v0及U1、U2。满足的关系式;
(3)调节U1、U2使电子以不同的速度大小沿+X轴进入待测区域,测得电子刚连入时受力大小均为F,由此,你能推测出待测区域中电场或磁场的什么信息?
(4)保持电子进入待测区域的速度大小仍为V0,转动待测区域(转动中电场、磁场相对坐标轴的方向不变),使电子沿Y轴或Z轴方向射入。测得电子刚射入时受力大小如下表所示,根据表中信息又能推测出待测区域中电场或磁场的什么信息?
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