题目
题型:不详难度:来源:
试验结果如下:如果让电场和磁场同时存在,我们发现粒子束完全没有偏转,仅在M屏上有一个亮点,其位置在S( 0 , l );如果只让磁场存在,我们发现仅在N屏上出现了两个亮点,位置分别为P( -2l , 0 )、Q(
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(1)如果只让磁场存在,但将磁场的磁感应强度减为B1=
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(2)如果只让电场存在,请计算荧光屏上出现的所有亮点的位置坐标;
(3)如果只让磁场存在,当将磁场的磁感应强度变为B2= kB时,两种粒子在磁场中运动的时间相等,求k的数值。
答案
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(2)(
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解析
试题分析:(1)当磁场B和电场E同时存在时,两种粒子都受力平衡,都满足
Eq=Bqv
所以两种粒子速度相同都为v=
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当仅存在磁场时,带电粒子做匀速圆周运动,洛仑兹力充当向心力,两种粒子都满足
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当磁场强度为B时,
P粒子的轨道半径r1=l,Q粒子轨道半径为r2=
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由②可知当磁场为B1减半时,两粒子做圆周运动的半径都加倍,此时 r1′=2l,r2′=
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此时P粒子将打在M屏上,由几何关系可求出落点横坐标
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所以P粒子亮点位置(
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而Q粒子仍打在N屏上,易得亮点位置(l,0) (1分)
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(2)由上问①②③式,可得两粒子的荷质比及其与E、B的关系,对P、Q分别有
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当仅存在电场时,P粒子将向右偏,y方向分运动为匀速直线运动
vt=l ⑥(1分)
x方向分运动为受电场力下的匀加速直线运动,有
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结合④⑥⑦可得
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由①④⑨可得
x1=
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同理可以求得Q粒子在-x方向的偏转位移为
x2=2l
故P、Q两粒子打在屏上的位置坐标分别为(
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(3)由②和③可以得出结论,不论磁场为多少,P、Q两粒子的轨道半径R1:R2=4:1不变。因为两粒子速度大小相等,所以要想两粒子运动时间相等,即运动弧长相等,两粒子运动的圆弧圆心角之比必须为θ1:θ2=1:4。
如图粒子打在M屏上时,其运动轨迹圆弧圆心角θ(锐角)与半径R满足l=Rsinθ,不可能满足R1:R2=4:1和θ1:θ2=1:4。所以两粒子都打在M屏上不可能满足要求。 (2分)
两粒子都打在N屏上,圆心角都为π也不能满足要求。 (2分)
所以结果必然为P粒子打在M屏而Q粒子打在N屏,所以θ2=π,而θ1=
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由几何关系易得此时R1=
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B2=
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核心考点
试题【(18分)如图在xoy平面内有平行于x轴的两个足够大的荧光屏M、N,它们的位置分别满足y=l和y=0,两屏之间为真空区域。在坐标原点O有一放射源不断沿y轴正方向】;主要考察你对粒子在复合场中运动等知识点的理解。[详细]
举一反三
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A.液滴做的是匀速直线运动 |
B.液滴做的是匀减速直线运动 |
C.液滴做的是匀加速直线运动 |
D.两板的电势差大小为mgd/q |
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⑴ E1的大小;
⑵ 加上磁场后,粒子由b点到O′点电势能的变化量. (结果保留两位有效数字)
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(1)若在整个空间加一匀强电场E1,使小球在xOz平面内做匀速圆周运动,求场强E1;
(2)若在整个空间加一匀强电场E2,使小球沿Ox轴做匀速直线运动,求E2的大小;
(3)若在整个空间加一沿y轴正方向的匀强电场E3,使E3=3E1,求该小球从坐标原点O抛出后,经过y轴时的坐标y的表达式.
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⑴B球经过y轴时的坐标;
⑵B球静止释放点离x轴的高度。
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