如图所示,在厚铅板A表面中心放置一很小的放射源,可向各个方向放射出速率为v0的α粒子(质量为m、电荷量为q),在金属网B与A板间加有竖直向上的匀强电场,场强为E,A与B间距为

◎ 题目

如图所示,在厚铅板A表面中心放置一很小的放射源,可向各个方向放射出速率为v0的α粒子(质量为m、电荷量为q),在金属网B与A板间加有竖直向上的匀强电场,场强为E,A与B间距为d,B网上方有一很大的荧光屏M,M与B间距为L.当有α粒子打在荧光屏上时就能使荧光屏产生一闪光点,整个装置放在真空中,不计重力的影响.试分析:

(1)打在荧光屏上的α粒子具有的动能有多大?
(2)荧光屏上闪光点的范围有多大?
(3)在实际应用中,往往是放射源射出的α粒子的速率未知.请设计一个方案,用本装置来测定α粒子的速率.

◎ 答案

(1)qEd+mv02
(2)
(3)见解析

◎ 解析

(1)qEd=EkB-mv02得EkB=qEd+mv02.
(2)α粒子初速度与电场方向垂直时,做类平抛运动,沿场强方向:a=qE/m.d=at2,得到达B板的时间t1= 粒子具有沿场强方向的速度vBy=at=.从B板到M板所用时间为
t2==·.
粒子运动总时间t=t1+t2=,荧光屏上闪光范围是个圆,其半径
R=v0t=.
(3)测出荧光屏上闪光范围的半径R,v0=.或将AB间电场反向,调节电场强度,当荧光屏上闪光消失时,α粒子初动能完全用来克服电场力做功,mv02=qE′d得v0=

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,在厚铅板A表面中心放置一很小的放射源,可向各个方向放射出速率为v0的α粒子(质量为m、电荷量为q),在金属网B与A板间加有竖直向上的匀强电场,场强为E,A与B间距为…”主要考查了你对  【电势差与电场强度的关系】  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。

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