Question

【題目】（18分）如圖所示，在鉛版A上放一個(gè)放射源C可向各個(gè)方向射出速率為v的β射線，B為金屬網(wǎng)，A、B連接在電路上，電源電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)阻為r，滑動(dòng)變阻器總阻值為R.圖中滑動(dòng)變阻器滑片置于中點(diǎn)，A、B間距為d，M為熒光屏（足夠大），它緊挨者金屬網(wǎng)外側(cè)，已知β粒子的質(zhì)量為m，電荷量e，不計(jì)β射線所形成的電流對(duì)電路的影響， 求：

（1）閉合開(kāi)關(guān)S后，AB間的場(chǎng)強(qiáng)的大小是多少?

（2）β粒子到達(dá)金屬網(wǎng)B的最長(zhǎng)時(shí)間?

（3）切斷開(kāi)關(guān)S，并撤去金屬網(wǎng)B，加上垂直紙面向內(nèi)、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，設(shè)加上B后β粒子仍能到達(dá)熒光屏。這時(shí)在豎直方向上能觀察到熒光屏亮區(qū)的長(zhǎng)度是多?

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

試題（1）由閉合電路歐姆定律得： 1分

1分

AB間的電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，得到： 2分

（2） β粒子在兩板間運(yùn)動(dòng)只受電場(chǎng)力作用，其加速度為 2分

分析可知，沿A板方向射出的β粒子做類似平拋運(yùn)動(dòng)到達(dá)B板所用時(shí)間最長(zhǎng)

根據(jù)： 2分

所以 2分

（3）β粒子垂直進(jìn)入磁場(chǎng)只受洛倫茲力做勻速圓周運(yùn)動(dòng)有： 2分

得 1分

熒光亮斑區(qū)的上邊界就是沿A板射出的β粒子所達(dá)的a點(diǎn)

有： 1分

1分

熒光亮斑區(qū)的下邊界就是β粒子軌跡與屏相切的C點(diǎn)

根據(jù)軌跡圖有： 1分

在豎直方向上亮斑區(qū)的長(zhǎng)度為：

2分