(20分)图甲为某种速度选择器示意图,加速电场右侧是一接地金属圆筒,为加速电场两极板上的小孔,为圆筒某一直径两端的小孔,abcd为竖直荧光屏,光屏与直线平行。开始时在同一
◎ 题目
(20分)图甲为某种速度选择器示意图,加速电场右侧是一接地金属圆筒,为加速电场两极板上的小孔,为圆筒某一直径两端的小孔,abcd为竖直荧光屏,光屏与直线平行。开始时在同一水平线上。已知加速电压为U,圆简半径为R,带正电的粒子质量为m,电量为q,圈筒转轴到光屏的距离OP=3R(如图乙)。不计位子重力及粒子间相互作用。 (1)若圆筒静止且国筒内不加磁场,粒子从小孔进人电场时的速度可忽略,求粒子通过圆筒的时间to (2)若圆筒内有竖直向下匀强磁场,磁感应强度大小为B,圆筒绕竖直中心轴以某一角速度逆时针方向匀速转动,粒子源持续不断地将速度不同的粒子从小孔01射人电场,经足够长时间,有的粒子打到圆筒上被吸收,有的通过圆筒打到光屏上产生亮斑。如果在光屏PQ范围内的任意位里均会出现亮斑,(如图乙)。求粒子到达光屏时的速度大小v的范围,以及圆筒转动的角速度。 |
◎ 答案
(1)(2); |
◎ 解析
试题分析:(1)粒子经电场加速,由动能定理: 进入圆筒的粒子有:;解得:: (2)光屏PQ范围的任意位置均会出现亮斑,说明PQ范围均有粒子到达,最小速度v1的粒子到达P点,最大速度v2的粒子,到达Q 点,从O2射出的粒子的速度应含有v1-v2范围内的任意值。在圆筒内,由牛顿第二定律,有 达到光屏上P点的粒子应满足: r1=R; 则到达P点的粒子的速度为: 如图,由几何关系,到达Q 点的粒子穿过圆筒的偏向角 到达Q点的粒子应满足: 到达Q点的粒子速度: 到达光屏粒子的速度大小v的范围: 设粒子穿过圆筒的偏向角为β,则粒子穿过圆筒的时间为: 又 粒子穿出圆筒应满足 (k=0,1,2,3….) 有上述式子可得:(k=0,1,2,3….) 粒子速度不同,β不同。要使不同速度的粒子穿过以某一角速度匀速转动的圆筒,应满足k=0,即 |
◎ 知识点
专家分析,试题“(20分)图甲为某种速度选择器示意图,加速电场右侧是一接地金属圆筒,为加速电场两极板上的小孔,为圆筒某一直径两端的小孔,abcd为竖直荧光屏,光屏与直线平行。开始时在同一…”主要考查了你对 【动能定理】 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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