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带电粒子在电场中的偏转
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在真空室内,竖直放置的M、N板涂有荧光物质,如图所示.两板间竖直条形区域Ⅰ存在垂直纸面向里的匀强磁场,区域Ⅱ存在水平向右的匀强电场,磁场和电场均有界,宽度均为L,且足够
网友投稿 2022-12-04 00:00:00 零零社区
◎ 题目
在真空室内,竖直放置的
M
、
N
板涂有荧光物质,如图所示.两板间竖直条形区域Ⅰ存在垂直纸面向里的匀强磁场,区域Ⅱ存在水平向右的匀强电场,磁场和电场均有界,宽度均为
L
,且足够长,磁场的强弱可以调节,电场强度恒为
E
.现有一束质子从
A
处连续不断地射入磁场,入射方向与
M
板成
θ
= 60°夹角且与纸面平行,已知该质子束由两种速度的质子组成,一种速度大小为
v
的低速质子,另一种速度大小为3
v
的高速质子.当Ⅰ区域的磁场较强时,
M
板出现两个亮斑,缓慢改变磁场强弱,直到两个亮斑相继消失,此时观察到
N
板有两个亮斑.已知质子质量为
m
,电量为
e
,不计质子重力和相互间作用力,求:
(1)若保持
M
、
N
板各有一个亮斑,磁场的磁感应强度应控制在什么范围内;
(2)当
M
板亮斑刚好消失,
N
板出现两个亮斑时,两个亮斑之间的距离.
◎ 答案
解:(1)
M
、
N
板各有一个亮斑,高速质子打在
N
板上,低速质子打在
M
板上.
B
最大时,高速质子速度恰好与两场交界相切且与电场方向垂直,在磁场中运动半径为
R
1
,则有
解得
B
最小时,低速质子速度恰好与两场交界相切且与电场方向垂直,在磁场中运动半径为
R
2
,则有
解得
磁感应强度的取值范围为:
(2)恰好出现两个亮斑时,低速质子速度恰好与两场交界相切且与电场方向垂直,在磁场中运动半径为
R
2
,高速质子半径
,轨迹如图所示.由几何关系知此时高速质子沿电场线方向进入电场,到达
N
板时与
A
点得竖直高度差为
低速质子在磁场中偏转距离为
设在电场中运动时间为
,则有
,
在电场中偏转的距离为
解以上各式得
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“在真空室内,竖直放置的M、N板涂有荧光物质,如图所示.两板间竖直条形区域Ⅰ存在垂直纸面向里的匀强磁场,区域Ⅱ存在水平向右的匀强电场,磁场和电场均有界,宽度均为L,且足够…”主要考查了你对 【带电粒子在电场中的偏转】,【带电粒子在匀强磁场中的运动】 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。
http://www.00-edu.com/html/202212/408023.html
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