如圖11-4-16所示,兩塊垂直紙面的平行金屬板A、B相距d=10.0 cm,B板的中央M處有一個(gè)α粒子源,可向各個(gè)方向射出速率相同的α粒子,α粒子的比荷q/m=4.82×107 C/kg,為使所有α粒子都不能達(dá)到A板,可以在A、B板間加一個(gè)電壓,所加電壓最小值是U0=4.15×104 V;若撤去A、B間的電壓,仍使所有α粒子都不能到達(dá)A板,可以在A、B間加一個(gè)垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B必須符合什么條件?
B≥0.83 T
設(shè)射出的α粒子速率為v,在電場(chǎng)力作用下最容易到達(dá)A板的是速度方向垂直B板的α粒子,因?yàn)樗笑亮W釉诖怪睒O板方向分運(yùn)動(dòng)的加速度相同,而垂直極板射出的α粒子在這個(gè)方向的初速度最大,如果這個(gè)α粒子不能達(dá)到A板,則所有α粒子都不能到達(dá)A板.由動(dòng)能定理得:qU0=mv2 ,α粒子的速率為.
加磁場(chǎng)后,速率相同的α粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑都相同,初速度方向沿B板的α粒子最容易到達(dá)A板,因?yàn)槠溥^(guò)起點(diǎn)的直徑垂直于極板.當(dāng)α粒子的軌道半徑不大于d/2,取軌跡與AB板都相切的α粒子,即軌道半徑等于d/2的臨界情況,與此對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度就是使所有α粒子都不能到達(dá)極板A的最小磁感應(yīng)強(qiáng)度.
因?yàn)椋?i>Bqv= 將上述速度代入可得:B===0.83 T,
即磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)滿足B≥0.83 T.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
圖11-4-16
(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大。
(2)粒子到達(dá)P2時(shí)速度的大小和方向;
(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
如圖11-4-16所示,兩塊垂直紙面的平行金屬板A、B相距d=10.0 cm,B板的中央M處有一個(gè)α粒子源,可向各個(gè)方向射出速率相同的α粒子,α粒子的比荷q/m=4.82×107 C/kg,為使所有α粒子都不能達(dá)到A板,可以在A、B板間加一個(gè)電壓,所加電壓最小值是U0=4.15×104 V;若撤去A、B間的電壓,仍使所有α粒子都不能到達(dá)A板,可以在A、B間加一個(gè)垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B必須符合什么條件?
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