【題目】在研究性學(xué)習(xí)中,某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測定帶電粒子比荷的實(shí)驗(yàn),其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示.abcd是一個(gè)長方形盒子,在ad邊和cd邊上各開有小孔fe,ecd邊上的中點(diǎn),熒光屏M貼著cd放置,能顯示從e孔射出的粒子落點(diǎn)位置.盒子內(nèi)有一方向垂直于abcd平面的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.粒子源不斷地發(fā)射相同的帶電粒子,粒子的初速度可以忽略.粒子經(jīng)過電壓為U的電場加速后,從f孔垂直于ad邊射入盒內(nèi).粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后恰好從e孔射出.若已知 ,不計(jì)粒子的重力和粒子之間的相互作用力.請你根據(jù)上述條件求出帶電粒子的荷質(zhì)比q/m.

【答案】

【解析】

帶電粒子經(jīng)加速電場加速后,可根據(jù)動(dòng)能定理求出粒子進(jìn)入磁場后的速度大小表達(dá)式,粒子進(jìn)入磁場后在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)題設(shè)條件作出粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡,再根據(jù)幾何關(guān)系求出粒子運(yùn)動(dòng)的半徑,從而求出粒子的比荷q/m.

帶電粒子進(jìn)入電場,經(jīng)電場加速.根據(jù)動(dòng)能定理有:電場力做的功等于粒子動(dòng)能的變化,即:
qUmv2
可得粒子經(jīng)電場加速后的速度
當(dāng)粒子進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),軌跡如圖所示.


設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R,在三角形ode中,有(LR)2+()2R2
由此可解得粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R=L
又因?yàn)榱W幼鰣A周運(yùn)動(dòng)由洛倫茲力提供向心力故有:qvBm即:R=
代入vR可得:

由此整理可得:

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T,邊長為L=10 cm的正方形線圈abcdN=100匝,線圈電阻r=1 Ω.線圈繞垂直于磁感線的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=2π rad/s,外電路電阻R=4 Ω.

1求感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值;由圖示位置轉(zhuǎn)過60°角時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢的值.

2,求線圈轉(zhuǎn)過一周電流產(chǎn)生的總熱量.

3由圖示位置開始,求在線圈轉(zhuǎn)過周期的時(shí)間內(nèi)通過電阻R的電荷量

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一質(zhì)量M=2.0kg、長L=0.60m的長木板AB靜止在光滑水平面上,木板的左側(cè)固定一半徑R=0.60m的四分之一圓弧形軌道,軌道末端的切線水平,軌道與木板靠在一起且末端高度與木板高度相同.現(xiàn)在將質(zhì)量m=l.0kg的小鐵塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從弧形軌道頂端由靜止釋放,小鐵塊到達(dá)軌道底端時(shí)的速度v0=3.0m/s,最終小鐵塊恰好到達(dá)長木板AB最右端.(g=l0m/s2).求:

(1)小鐵塊在弧形軌道末端時(shí)所受支持力的大小F;

(2)小鐵塊在弧形軌道上滑動(dòng)過程中克服摩擦力所做的功Wf;

(3)小鐵塊和木板AB達(dá)到共同速度v及小鐵塊和木板AB間的動(dòng)摩擦因數(shù).

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】復(fù)興號是我國具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組,它的成功研制生產(chǎn),標(biāo)志著鐵路成套技術(shù)裝備特別是高速動(dòng)車組已經(jīng)走在世界先進(jìn)行列。若一輛質(zhì)量為M的高鐵,以額定功率P啟動(dòng),高鐵在鐵軌上行駛時(shí)受到的阻力恒為車重的k倍,則( )

A. 高鐵起動(dòng)時(shí),做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B. 在時(shí)間內(nèi)高鐵牽引力做功為Pt

C. 高鐵在軌道上行駛時(shí)能達(dá)到的最大速度為

D. 當(dāng)高鐵運(yùn)行速度為v(小于最大速度)時(shí)的加速度為

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】以下有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述正確的是

A. 光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)

B. 結(jié)合能越大,表示原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定

C. 重核的裂變過程質(zhì)量增大,輕核的聚變過程有質(zhì)量虧損

D. 自然界中含有少量的14C , 14C具有放射性,能夠自發(fā)地進(jìn)行β衰變,因此在考古中可利用14C來測定年代

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】完成下列核反應(yīng)方程

A. 盧瑟福用粒子轟擊氮核()發(fā)現(xiàn)質(zhì)子:__________

B. 查德威克用粒子轟擊鈹核()發(fā)現(xiàn)中子: ________

C. 約里奧居里夫婦用粒子轟擊鋁核()發(fā)現(xiàn)放射性磷___________

D. 哈恩和他的助手發(fā)現(xiàn)鈾核()裂變生成鋇()和氪():__________________

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一個(gè)小球做自由落體運(yùn)動(dòng),它的下落高度足夠,g=10m/s2,關(guān)于這個(gè)小球的運(yùn)動(dòng)情況,下列說法中正確的是( )

A. 小球在第3s內(nèi)的下落高度為45m

B. 小球在前3s內(nèi)的平均速度為15m/s

C. 小球在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)的位移之比是1:3:5

D. 小球在前1s內(nèi)、前2s內(nèi)、前3s內(nèi)的位移之比是1:3:5

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一輕質(zhì)彈簧固定在光滑桿的下端,彈簧的中心軸線與桿重合,桿與水平面間的夾角始終=60°,質(zhì)量為m的小球套在桿上,從距離彈簧上端O點(diǎn)的距離為 A點(diǎn)靜止釋放,將彈簧壓至最低點(diǎn)B,壓縮量為 ,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g。下列說法正確的是:(   )

A. 小球從接觸彈簧到將彈簧壓至最低點(diǎn)B的過程中,其加速度一直減小

B. 小球運(yùn)動(dòng)過程中最大動(dòng)能可能為

C. 彈簧勁度系數(shù)大于

D. 彈簧最大彈性勢能為

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在光滑的水平面上靜止放一質(zhì)量為2m的木板B,木板表面光滑,右端固定一輕質(zhì)彈簧.質(zhì)量為m的木塊A以速度v0從板的左端水平向右滑上木板B,求:

1)彈簧的最大彈性勢能;

2)彈被簧壓縮直至最短的過程中,彈簧給木板A的沖量;

3)當(dāng)木塊AB板分離時(shí),木塊AB板的速度.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案