题目
题型:不详难度:来源:
匀强磁场的B为1.3×10-3特斯拉,两板间所加电压
随时间变化关系如29-1图所示。当t=0时,有一个a
粒子从左侧两板中央以V=4×103米/秒的速度垂直于磁
场方向射入,如29-2图所示。不计a粒子的重力,求:
该粒子能否穿过金属板间区域?若不能,打在何处?若能, 则需多长时间? (已知a粒子电量q=3.2×10-19库,质量m=6.64×10-27千克)
答案
(2)面a粒子做匀速圆周运动的周期为:T=2πm/qB=(2×3.14×6.64×10-27)/(3.2×10-19×1.3×10-3)=1.0×10-4秒则在不加电压的时间内,a粒子恰好能在磁场中运动一周。当两板间又加上第2个周期和第3个周期的电压时,a粒子将重复上述的运动。故经13/4周期飞出板外(t=6.5×10-4秒)其运动轨迹如29-3图所示。
解析
在t=0到t=1×10-4秒时间内,两板间加有电压,a粒子受到电场力和洛仑兹力分别为:F=qu/d=q×1.56/0.3="5.2q" 方向竖直向下f=qBv=q×1.3×10-3×4×103="5.2q" 方向竖直向上
因F=f,故做匀速直线运动,其位移为△S=v△t=4×103×1×10-4=0.4米,在t=1×10-4秒到t=2×10-4秒时间内,两板间无电场,a粒子在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动,其轨迹半径为:r=mv/qB=(6.64×10-27×4×103)/(3.2×10-19×1.3×10-3)=6.37×10-2米<d/4所以粒子不会与金属板相碰。面a粒子做匀速圆周运动的周期为:T=2πm/qB=(2×3.14×6.64×10-27)/(3.2×10-19×1.3×10-3)=1.0×10-4秒则在不加电压的时间内,a粒子恰好能在磁场中运动一周。当两板间又加上第2个周期和第3个周期的电压时,a粒子将重复上述的运动。故经13/4周期飞出板外(t=6.5×10-4秒)其运动轨迹如29-3图所示。
核心考点
试题【平行金属,板长1.4米,两板相距30厘米,两板间匀强磁场的B为1.3×10-3特斯拉,两板间所加电压随时间变化关系如29-1图所示。当t=0时,有一个a粒子从左】;主要考察你对洛伦兹力等知识点的理解。[详细]
举一反三
A.发生转动,同时靠近直导线 |
B.发生转动,同时离开直导线 |
C.远离直导线 |
D.靠近直导线 |
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