如图所示,真空室内存在宽度为d=8cm的匀强磁场区域,磁感应强度B=0.332T,磁场方向垂直于纸面向里;ab、cd足够长,cd为厚度不计的金箔,金箔右侧有一匀强电场区域,电场强度

◎ 题目

如图所示,真空室内存在宽度为d=8cm的匀强磁场区域,磁感应强度B=0.332T,磁场方向垂直于纸面向里;ab、cd足够长,cd为厚度不计的金箔,金箔右侧有一匀强电场区域,电场强度E=3.32×105N/C;方向与金箔成37°角.紧挨边界ab放一点状α粒子放射源S,可沿纸面向各个方向均匀放射初速率相同的α粒子,已知:α粒子的质量m=6.64×10-27kg,电荷量q=3.2×10-19C,初速度v=3.2×106m/s.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)α粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径R;
(2)金箔cd被α粒子射中区域的长度L;
(3)设打在金箔上d端离cd中心最远的α粒子穿出金箔进入电场,若穿出金箔时速度方向与射入金箔时速度方向相同,在电场中运动通过N点,SN⊥ab且SN=40cm,则此α粒子从金箔上穿出时,损失的动能△EK为多少?
魔方格

◎ 答案

(1)α粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,即        
qαvB=mα
v2
R

则   
R=
mαv
Bqα
=0.2m=20cm
即α粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径R为20cm.
(2)设cd中心为O,向c端偏转的α粒子,当圆周轨迹与cd相切时偏离O最远,设切点为P,对应圆心O1,如图所示

魔方格

则由几何关系得:
.
OP
=
.
SA
=

R2-(R-d)2
=16cm
向d端偏转的α粒子,当沿sb方向射入时,偏离O最远,设此时圆周轨迹与cd交于Q点,对应圆心O2,如图所示,则由几何关系得:
.
OQ
=

R2+(R-d)2
=16cm
故金箔cd被α粒子射中区域的长度 L=
.
PQ
=
.
OP
+
.
OQ
=32cm.
(3)设从Q点穿出的α粒子的速度为v′,因半径O2Q场强E,则v′⊥E,故穿出的α粒子在电场中做类平抛运动,轨迹如图所示.
沿速度v′方向做匀速直线运动,位移 Sx=(
.
SN
-R)sin53°=16m
沿场强E方向做匀加速直线运动,位移 Sy=(
.
SN
-R)cos53°+R=32cm
则由Sx=v′t   Sy=
1
2
at2   a=
  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐
qαE
如图所示,I、Ⅱ、Ⅲ是竖直平面内三个相同的半圆形光滑轨道,K为轨道最低点,I处于匀强磁场中,Ⅱ和Ⅲ处于匀强电场中,三个完全相同的带正电小球a、b、c从轨道最高点自由下滑至第
如图所示,I、Ⅱ、Ⅲ是竖直平
如图甲所示,真空中水平放置的相距为d的平行金属板板长为L,两板上加有恒定电压后,板间可视为匀强电场。在t=0时,将图乙中所示的交变电压加在两板上,这时恰有一个质量为m、
如图甲所示,真空中水平放置
如图所示,一根长L=1.5m的光滑绝缘细直杆MN,竖直固定在场强为E=1.0×105N/C与水平方向成θ=30°角的倾斜向上的匀强电场中。杆的下端M固定一个带电小球A,电荷量Q=+4.5×10-6
如图所示,一根长L=1.5m的光
如图所示,在平面直角坐标系xOy中的第一象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标平面向内的有界圆形匀强磁场区域(图中未画出);在第二象限内存在沿x轴负方向的匀强电场
如图所示,在平面直角坐标系
如图(a)所示,两平行正对的金属板A、B间加有如图(b)所示的交变电压,一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处。若在t0时刻释放该粒子,粒子会时而向A板运动,时
如图(a)所示,两平行正对的