如圖,離子源A產(chǎn)生的初速為零、帶電量均為e、質(zhì)量不同的正離子被電壓為U0的加速電場(chǎng)加速后勻速通過(guò)準(zhǔn)直管,垂直射入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),偏轉(zhuǎn)后通過(guò)極板HM上的小孔S離開(kāi)電場(chǎng),經(jīng)過(guò)一段勻速直線運(yùn)動(dòng),垂直于邊界MN進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知HO=d,HS=2d,=90°。

(忽略粒子所受重力和一切阻力)

(1)求偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E0的大小以及HM與MN的夾角

(2)求質(zhì)量為m的離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑;

(3)若質(zhì)量為4m的離子垂直打在NQ的中點(diǎn)處,質(zhì)量為16m的離子打在處。求之間的距離。

 

(1)(5分)正離子被電壓為U0的加速電場(chǎng)加速后速度設(shè)為v0,根據(jù)動(dòng)能定理有 

正離子垂直射入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),作類平拋運(yùn)動(dòng)

沿電場(chǎng)線方向   

垂直電場(chǎng)方向勻速運(yùn)動(dòng),有

沿場(chǎng)強(qiáng)方向:

聯(lián)立解得      

設(shè)粒子飛出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)與平板方向的夾角為,則,

解得=45°;φ==45°

(2)(6分)正離子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為

解得   

正離子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng),由洛侖茲力提供向心力, 

解得離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑       

(3)(7分)粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖甲所示,

根據(jù)可知,

質(zhì)量為4m的離子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)打在S1,運(yùn)動(dòng)半徑為     

質(zhì)量為16m的離子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)打在S2,運(yùn)動(dòng)半徑為     

如圖所示又  

由幾何關(guān)系可知S1和S2之間的距離,   

聯(lián)立解得   

解析:略

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2009?重慶)如圖,離子源A產(chǎn)生的初速為零、帶電量均為e、質(zhì)量不同的正離子被電壓為U0的加速電場(chǎng)加速后勻速通過(guò)準(zhǔn)直管,垂直射入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),偏轉(zhuǎn)后通過(guò)極板HM上的小孔S離開(kāi)電場(chǎng),經(jīng)過(guò)一段勻速直線運(yùn)動(dòng),垂直于邊界MN進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).已知HO=d,HS=2d,∠MNQ=90°.(忽略粒子所受重力)
(1)求偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E0的大小以及HM與MN的夾角φ;
(2)求質(zhì)量為m的離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑;
(3)若質(zhì)量為4m的離子垂直打在NQ的中點(diǎn)S1處,質(zhì)量為16m的離子打在S2處.求S1和S2之間的距離以及能打在NQ上的正離子的質(zhì)量范圍.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖,離子源A產(chǎn)生的初速為零、帶電量均為e、質(zhì)量不同的正離子被電壓為U0的加速電場(chǎng)加速后勻速通過(guò)準(zhǔn)直管W#W$W%.K**S*&5^U,垂直射入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),偏轉(zhuǎn)后通過(guò)極板HM上的小孔S離開(kāi)電場(chǎng),經(jīng)過(guò)一段勻速直線運(yùn)動(dòng),垂直于邊界MN進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知HO=d,HS=2d,=90°。

(忽略粒子所受重力和一切阻力)

(1)求偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E0的大小以及HM與MN的夾角;

(2)求質(zhì)量為m的離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑;

(3)若質(zhì)量為4m的離子垂直打在NQ的中點(diǎn)處,質(zhì)量為16m的離子打在處。求之間的距離。

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(忽略粒子所受重力和一切阻力)

(1)求偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E0的大小以及HM與MN的夾角;

(2)求質(zhì)量為m的離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑;

(3)若質(zhì)量為4m的離子垂直打在NQ的中點(diǎn)處,質(zhì)量為16m的離子打在處。求之間的距離。

 

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(1)求偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大小以及HM與MN的夾角φ;
(2)求質(zhì)量為m的離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑;
(3)若質(zhì)量為4m的離子垂直打在NQ的中點(diǎn)S1處,質(zhì)量為16m的離子打在S2處.求S1和S2之間的距離以及能打在NQ上的正離子的質(zhì)量范圍.

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