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如图所示,粒子源S可以不断地产生质量为、电荷量为的粒子(重力不计),粒子从孔漂进(初速不计)一个水平方向的加速电场,再经小孔进入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域,电场-物理
题目简介
如图所示,粒子源S可以不断地产生质量为、电荷量为的粒子(重力不计),粒子从孔漂进(初速不计)一个水平方向的加速电场,再经小孔进入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域,电场-物理
题目详情
如图所示,粒子源S可以不断地产生质量为
、电荷量为
的粒子(重力不计),粒子从
孔漂进(初速不计)一个水平方向的加速电场,再经小孔
进入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域,电场强度大小为
,磁感应强度大小为
,方向如图.虚线PQ、MN之间存在着水平向右的匀强磁场,磁感应强度大小为
(图中未画出).有一块折成直角的硬质塑料板abc(不带电,宽度很窄,厚度不计)放置在PQ、MN之间(截面图如图),
、
两点恰在分别位于PQ、MN上,
,
,现使粒子能沿图中虚线
进入PQ、MN之间的区域,求:
(1)求加速电压
;
(2)假设粒子与硬质塑料板相碰后,速度大小不变,方向变化遵守光的反射定律,粒子在PQ、MN之间的区域中运动的时间和路程分别是多少?
题型:计算题
难度:偏易
来源:不详
答案
(1)
(2)
(1)粒子源发出的粒子,进入加速电场被加速,速度为
,根据能的转化和守恒定律得:
…………①
要使粒子能沿图中虚线
进入PQ、MN之间的区域,则粒子所受到向上的洛伦兹力与向下的电场力大小相等,
,解得:
…………②
将②式代入①式,得
…………③
(2)粒子从
以速度
进入PQ、MN之间的区域,先做匀速直线运动,打到ab板上,以大小为
的速度垂直于磁场方向运动。粒子将以半径
在垂直于磁场的平面内作匀速圆周运动,转动一周后打到ab板的下部,由于不计板的厚度,所以质子从第一次打到ab板到第二次打到ab板后运动的时间为粒子在磁场运动一周的时间,即一个周期
,
由
和运动学公式
,解得:
粒子在磁场中共碰到2块板,做圆周运动所需的时间为
粒子进入磁场中,在
方向的总位移
,时间为
则
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