某研究性学习小组用如图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子。密度相同的粒子在电离室中被电离后带正电,电量与其表面积成正比。电离后粒子缓慢通过小孔O1进入
◎ 题目
某研究性学习小组用如图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子。密度相同的粒子在电离室中被电离后带正电,电量与其表面积成正比。电离后粒子缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U的水平加速电场区域I,再通过小孔O2射入相互正交的恒定匀强电场和匀强磁场区域II,其中磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外。收集室的小孔O3与O1、O2在同一条水平线上。实验发现:半径为r0的粒子,其质量为m0、电量为q0,刚好能沿O1O3直线射入收集室。不计纳米粒子重力和粒子之间的相互作用力。(球形体积和球形面积公式分别为)。求: (1)图中区域II的电场强度E; (2)半径为r的粒子通过O2时的速率v; (3)试讨论半径r≠r0的粒子进入区域II后将向哪个极板偏转。 |
◎ 答案
(1) 方向竖直向上(2)(3)见解析。 |
◎ 解析
试题分析:(1)设半径为r0的粒子加速后的速度为v0,则 设区域II内电场强度为E,则v0 q0B= q0E 电场强度方向竖直向上。 (2)设半径为r的粒子的质量为m、带电量为q、被加速后的速度为v, 则 由得 (3)半径为r的粒子,在刚进入区域II时受到合力为F合=qE-qvB=qB(v0-v) 由可知,当 r>r0时,v<v0,F合>0,粒子会向上极板偏转; r<r0时,v>v0,F合<0,粒子会向下极板偏转。 |
◎ 知识点
专家分析,试题“某研究性学习小组用如图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子。密度相同的粒子在电离室中被电离后带正电,电量与其表面积成正比。电离后粒子缓慢通过小孔O1进入…”主要考查了你对 【牛顿第二定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。- 最新内容
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