(1)微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度大小 查看更多

 

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如圖所示,某粒子源均勻地向外放射出速度一定的α粒子,粒子速度方向與水平成30°角,質(zhì)量為m,電荷量為+q。為測定其飛出的速度大小,現(xiàn)讓其先經(jīng)過一個磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、區(qū)域?yàn)閳A形的勻強(qiáng)磁場,經(jīng)該磁場偏轉(zhuǎn)后,它恰好能夠沿y軸進(jìn)入下方的平行板電容器,并打到置于N板的熒光屏上。調(diào)節(jié)滑動觸頭,當(dāng)觸頭P位于滑動變阻器的中央位置時(shí),通過顯微鏡頭看到屏上的亮點(diǎn)Q恰好能消失。已知電源電動勢為E,內(nèi)阻為r0,滑動變阻器的總阻值R0=2r0,不計(jì)粒子重力,求:

(1)α粒子速度大小v0;

(2)滿足題意(即亮點(diǎn)恰好消失)的粒子,在磁場中運(yùn)動的總時(shí)間t;

(3)該圓形磁場區(qū)域的半徑R 。

 


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如圖所示,某粒子源均勻地向外放射出速度一定的α粒子,粒子速度方向與水平成30°角,質(zhì)量為m,電荷量為+q。為測定其飛出的速度大小,現(xiàn)讓其先經(jīng)過一個磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、區(qū)域?yàn)閳A形的勻強(qiáng)磁場,經(jīng)該磁場偏轉(zhuǎn)后,它恰好能夠沿y軸進(jìn)入下方的平行板電容器,并打到置于N板的熒光屏上。調(diào)節(jié)滑動觸頭,當(dāng)觸頭P位于滑動變阻器的中央位置時(shí),通過顯微鏡頭看到屏上的亮點(diǎn)Q恰好能消失。已知電源電動勢為E,內(nèi)阻為r0,滑動變阻器的總阻值R0=2r0,不計(jì)粒子重力,求:

(1)α粒子速度大小v0;

(2)滿足題意(即亮點(diǎn)恰好消失)的粒子,在磁場中運(yùn)動的總時(shí)間t;

(3)該圓形磁場區(qū)域的半徑R 。

 


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如圖所示,某放射源A中均勻地向外輻射出平行于y軸的速度一定的α粒子,粒子質(zhì)量為m,電荷量為q。為測定其從放射源飛出的速度大小,現(xiàn)讓α粒子先經(jīng)過一個磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、區(qū)域?yàn)榘雸A形的勻強(qiáng)磁場,經(jīng)該磁場偏轉(zhuǎn)后,它恰好能夠沿x軸進(jìn)入右側(cè)的平行板電容器,并打到置于板N的熒光屏上出現(xiàn)亮點(diǎn)。當(dāng)觸頭P從右端向左移動到滑動變阻器的中央位置時(shí),通過顯微鏡頭Q看到屏上的亮點(diǎn)恰好能消失。已知電源電動勢為E,內(nèi)阻為r0,滑動變阻器的總電阻R0=2 r0,求:

(1)α粒子從放射源飛出速度的大小;

(2)滿足題意的α粒子在磁場中運(yùn)動的總時(shí)間t;

(3)該半圓形磁場區(qū)域的半徑R

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如圖所示,某放射源A中均勻地向外輻射出平行于y軸的速度一定的α粒子,粒子質(zhì)量為m,電荷量為q.為測定其從放射源飛出的速度大小,現(xiàn)讓α粒子先經(jīng)過一個磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、區(qū)域?yàn)榘雸A形的勻強(qiáng)磁場,經(jīng)該磁場偏轉(zhuǎn)后,它恰好能夠沿x軸進(jìn)入右側(cè)的平行板電容器,并打到置于板N的熒光屏上出現(xiàn)亮點(diǎn).當(dāng)觸頭P從右端向左移動到滑動變阻器的中央位置時(shí),通過顯微鏡頭Q看到屏上的亮點(diǎn)恰好能消失.已知電源電動勢為E,內(nèi)阻為r0,滑動變阻器的總電阻R0=2 r0,求:

(1) α粒子從放射源飛出速度的大小

(2)滿足題意的α粒子在磁場中運(yùn)動的總時(shí)間t;

(3)該半圓形磁場區(qū)域的半徑R.

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如圖所示,某放射源A中均勻地向外輻射出平行于y軸的速度一定的α粒子,粒子質(zhì)量為m,電荷量為q.為測定其從放射源飛出的速度大小,現(xiàn)讓α粒子先經(jīng)過一個磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、區(qū)域?yàn)橐設(shè)為圓心的半圓形勻強(qiáng)磁場,經(jīng)該磁場偏轉(zhuǎn)后,它恰好能夠沿x軸進(jìn)入右側(cè)的平行板電容器,并打到置于板N的熒光屏上出現(xiàn)亮點(diǎn),當(dāng)觸頭P從右端向左移動到滑動變阻器的中央位置時(shí),通過顯微鏡頭Q看到屏上的亮點(diǎn)恰好能消失.已知電源電動勢為E,內(nèi)阻為r0,滑動變阻器的總電阻R0=2r0,
求:(1)α粒子從放射源飛出速度的大小v0?
(2)滿足題意的α粒子在磁場中運(yùn)動的總時(shí)間t?
(3)該半圓形磁場區(qū)域的半徑R?
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一、選擇題:本題共10小題,每小題4分,共40分。在每個小題給出的四個選項(xiàng)中至少有一個選項(xiàng)符合題目要求,選全的得4分,選對但不全的得2分,選錯和不選的得0分。

1.D   2.C  3.BD   4.A   5.D    6.BD   7.D    8.D   9.A    10.C   

二、實(shí)驗(yàn)題 :本題共4個小題,滿分23分,把答案直接填在題中的相應(yīng)位置。

11. A  C       (3分)  

12. A B D      (3分)   

13.D、B、E     (3分)  

14.(14分)(1)E      (2分)

   (2)見右圖         (3分)

   (3)見下左圖(2分),1.50, 0.80 (各2分)

   (4)如下圖右(3分)     

 

 

 

 

 

 

 

 

三、計(jì)算題:本題共3個小題,共37分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、示意圖、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。

15.(12分)解:

(1)小球第一次上升過程中    (1分) 

   (1分)

小球第一次下落過程中       (1分) 

        (1分)

        (1分)

(2) 第一次落回地面時(shí)的速度為,有

       (2分)

第二次上升的速度為,有 

  ,    (2分)

小球與地面撞擊時(shí)損失的能量為     (1分)

小球在空中損失的機(jī)械能為     (1分)

從小球剛開始上拋到第二次落到平面之前的過程中損失的機(jī)械能為   (1分)

16.(12分)解:(1)微粒在加速電場中由動能定理得  

        解得v0=1.0×104m/s    (2分)

(2)微粒在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運(yùn)動,有  

  ,         (2分)

飛出電場時(shí),速度偏轉(zhuǎn)角的正切為 

      解得  θ=30o       (2分)

(3)進(jìn)入磁場時(shí)微粒的速度是:       (2分)

軌跡如圖,由幾何關(guān)系有:         (1分)

洛倫茲力提供向心力:    (2分)

聯(lián)立以上三式得      

代入數(shù)據(jù)解得              (1分)

17.(13分)解:

(1)根據(jù)牛頓第二定律     ①(2分)

             ②

          ③(1分)

聯(lián)立①②③得=4m/s2     ④(1分)   

 (2)設(shè)金屬棒運(yùn)動達(dá)到穩(wěn)定時(shí),速度為v,所受安培力為F,棒在沿導(dǎo)軌方向受力平衡

           ⑤(2分)

此時(shí)金屬棒克服安培力做功的功率P等于電路中電阻R消耗的電功率

            ⑥  (1分)

由⑤⑥兩式解得      

將已知數(shù)據(jù)代入上式得=10m/s  (1分)

 (3)設(shè)電路中電流為I,兩導(dǎo)軌間金屬棒的長為L,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B

                 (1分)

                   (1分)

                 (1分)

由以上三式解得     (1分)

磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上            (1分)

 

 

 

 

 

 

 

 


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