【題目】如圖所示,在xOy坐標(biāo)系中,坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一點(diǎn)狀的放射源,它向xOy平面內(nèi)的x軸上方各個(gè)方向發(fā)射α粒子,α粒子的速度大小均為v0 , 在0<y<d的區(qū)域內(nèi)分布有指向y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E= ,其中q與m分別為α粒子的電量和質(zhì)量;在d<y<2d的區(qū)域內(nèi)分布有垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),mn為電場(chǎng)和磁場(chǎng)的邊界.a(chǎn)b為一塊很大的平面感光板垂直于xOy平面且平行于x軸,放置于y=2d處,如圖所示.觀察發(fā)現(xiàn)此時(shí)恰好無(wú)粒子打到ab板上(不考慮粒子的重力及粒子間的相互作用),求:

(1)α粒子通過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)邊界mn時(shí)的速度大小及距y軸的最大距離;
(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。

【答案】
(1)解:據(jù)題意,當(dāng)α粒子沿x軸方向運(yùn)動(dòng)時(shí),做類平拋運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)到mn上時(shí)與y軸距離最大有:

由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知:

豎直方向上:d=

水平方向:x=v0t

粒了孤加速度:a=

而由題意可知:E=

聯(lián)立解得:最遠(yuǎn)距離為:x=

根據(jù)動(dòng)能定理可以求得α粒子通過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)邊界mn時(shí)的速度大小為:

qEd= mv2 mv02

解得v=2v0

答:α粒子通過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)邊界mn時(shí)的速度大小為2v0;及距y軸的最大距離為


(2)解:要使粒子打不到屏ab上,沿x軸方向向右運(yùn)動(dòng)的粒子通過(guò)mn后繼續(xù)運(yùn)動(dòng),剛好與屏ab相切,則有:

R+Rsin30°=d

R=

解得:B=

答:磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為


【解析】(1)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可求出粒子到達(dá)的最遠(yuǎn)距離;根據(jù)動(dòng)能定理求出α粒子剛進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能.(2)粒子沿x軸正方向射出的粒子進(jìn)入磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)的角度最大,若該粒子進(jìn)入磁場(chǎng)不能打在ab板上,則所有粒子均不能打在ab板上.根據(jù)帶電粒子在電場(chǎng)中類平拋運(yùn)動(dòng),求出進(jìn)入磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角度,結(jié)合幾何關(guān)系得出軌道半徑,從而得出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,三根通電長(zhǎng)直導(dǎo)線P、Q、R互相平行,垂直紙面放置,其間距均為L,電流均為I,方向垂直紙面向里.已知電流為I的長(zhǎng)直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)中,距導(dǎo)線r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=kI/r,其中k為常量.某時(shí)刻有一電荷量為q的帶正電粒子經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O,速度大小為v,方向沿y軸正方向,該粒子此時(shí)所受磁場(chǎng)力為

A. 方向垂直紙面向外,大小為

B. 方向指向x軸正方向,大小為

C. 方向垂直紙面向外,大小為

D. 方向指向x軸正方向,大小為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法正確的是

A. 238發(fā)生α衰變成釷234時(shí), α粒子與釷234的質(zhì)量之和等于鈾238的質(zhì)量。

B. 238發(fā)生α衰變成釷234時(shí), α粒子與釷234的結(jié)合能之和一定大于鈾238的結(jié)合能。

C. β衰變中釋放的β射線是原子核外電子掙脫原子核的束縛形成的高速電子流。

D. 核反應(yīng)方程14N+He→17O+X,X是質(zhì)子且反應(yīng)過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,直線a和曲線b分別是在平直公路上行駛的汽車a和b的位置—時(shí)間(x—t)圖線.由圖可知( )

A. 在時(shí)刻t1,a車追上b車

B. 在時(shí)刻t2,a、b兩車運(yùn)動(dòng)方向相反

C. 在t1到t2這段時(shí)間內(nèi),b車的速率先減少后增加

D. 在t1到t2這段時(shí)間內(nèi),b車的速率一直比a車的大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在如圖所示的電路中,電阻R1=12Ω,R2=8Ω,R3=4Ω.當(dāng)電鍵K斷開時(shí),電流表示數(shù)為0.25A,當(dāng)K閉合時(shí)電流表示數(shù)為0.36A.求:

(1)電鍵K斷開和閉合時(shí)的路端電壓U及U′?
(2)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻?
(3)電鍵K斷開和閉合時(shí)內(nèi)阻上的熱功率P及P′?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)探究加速度與力的關(guān)系,為消除摩擦力的影響,實(shí)驗(yàn)前必須平衡摩擦力

(1)某同學(xué)平衡摩擦力時(shí)是這樣操作的:將小車靜止地放在水平木板上,把木板不帶滑輪的一端慢慢墊高,如圖乙,直到小車由靜止開始沿木板向下滑動(dòng)為止.請(qǐng)問(wèn)這位同學(xué)的操作是否正確________(請(qǐng)答正確不正確

2)如果這位同學(xué)先如(1)中的操作,然后不斷改變對(duì)小車的拉力F,他得到M(小車質(zhì)量)保持不變情況下的a-F圖線是圖中的________(將選項(xiàng)代號(hào)的字母填在橫線上)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】PET(正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像)的基本原理是:將放射性同位素注入人體,參與人體的代謝過(guò)程。在人體內(nèi)衰變放出正電子,與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對(duì)光子,被探測(cè)器探測(cè)到,經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖象。根據(jù)PET原理,下列說(shuō)法正確的是( 。

A. 衰變的方程式為

B. 將放射性同位素注入人體, 的主要用途作為示蹤原子

C. 一對(duì)正負(fù)電子湮滅后也可能只生成一個(gè)光子

D. PET中所選的放射性同位素的半衰期應(yīng)較長(zhǎng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0. 2的水平面上有一個(gè)質(zhì)量m = 1kg的小球,小球與水平輕彈簧及與豎直方向成θ=45°角的不可伸長(zhǎng)的輕繩一端相連,此時(shí)小球處于靜止?fàn)顟B(tài),且水平面對(duì)小球的 彈力恰好為零。在剪斷輕繩的瞬間(g10m/s2.下列說(shuō)法中正確的是

A. 小球受力個(gè)數(shù)不變

B. 小球立即向左運(yùn)動(dòng),且a=8 m/s2

C. 小球立即向左運(yùn)動(dòng),且a=10m/s2

D. 苦剪斷的是彈簧,則剪斷瞬間小球加速度的大小a=10m/s2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】PET(正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像)的基本原理是:將放射性同位素注入人體,參與人體的代謝過(guò)程。在人體內(nèi)衰變放出正電子,與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對(duì)光子,被探測(cè)器探測(cè)到,經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖象根據(jù)PET原理,下列說(shuō)法正確的是( 。

A. 衰變的方程式為

B. 將放射性同位素注入人體, 的主要用途作為示蹤原子

C. 一對(duì)正負(fù)電子湮滅后也可能只生成一個(gè)光子

D. PET中所選的放射性同位素的半衰期應(yīng)較長(zhǎng)

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