（19分）

如圖所示，真空室內(nèi)豎直條形區(qū)域I存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，條形區(qū)域Ⅱ（含I、Ⅱ區(qū)域分界面）存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁場(chǎng)和電場(chǎng)寬度均為l且足夠長(zhǎng)，M、N為涂有熒光物質(zhì)的豎直板。現(xiàn)有一束質(zhì)子從A處連續(xù)不斷地射入磁場(chǎng)，入射方向與M板成60°夾角且與紙面平行如圖。質(zhì)子束由兩部分組成，一部分為速度大小為v的低速質(zhì)子，另一部分為速度大小為3v的高速質(zhì)子，當(dāng)I區(qū)中磁場(chǎng)較強(qiáng)時(shí)，M板出現(xiàn)兩個(gè)亮斑，緩慢改變磁場(chǎng)強(qiáng)弱，直至亮斑相繼剛好消失為止，此時(shí)觀察到N板有兩個(gè)亮斑。已知質(zhì)子質(zhì)量為m，電量為e，不計(jì)質(zhì)子重力和相互作用力，求：

（1）此時(shí)I區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；

（2）N板兩個(gè)亮斑之間的距離。

 

【答案】

（1）3mv／2el；（2）v

【解析】（19分）

（1）低速質(zhì)子運(yùn)動(dòng)軌跡與界面相切，得半徑r＝2l／3      3分

     由evB＝mv2／r                                  3分

     得B＝3mv／2el                                  2分

（2）高速質(zhì)子運(yùn)動(dòng)半徑r′＝2l，運(yùn)動(dòng)至區(qū)域界面，速度方向與界面垂直

     低速質(zhì)子在電場(chǎng)中，沿電場(chǎng)方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，位移l＝   3分

     垂直電場(chǎng)方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，位移y＝vt                               3分

     所以N板兩個(gè)亮斑之間的距離Y＝rcos30°＋y                              3分

     解得Y＝v                                                   2分

 

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：

如圖所示，真空室內(nèi)存在寬度為d=8cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.332T，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里；ab、cd足夠長(zhǎng)，cd為厚度不計(jì)的金箔，金箔右側(cè)有一勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，電場(chǎng)強(qiáng)度E=3.32×105N/C；方向與金箔成37°角．緊挨邊界ab放一點(diǎn)狀α粒子放射源S，可沿紙面向各個(gè)方向均勻放射初速率相同的α粒子，已知：α粒子的質(zhì)量m=6.64×10-27kg，電荷量q=3.2×10-19C，初速度v=3.2×106m/s．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）α粒子在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R；
（2）金箔cd被α粒子射中區(qū)域的長(zhǎng)度L；
（3）設(shè)打在金箔上d端離cd中心最遠(yuǎn)的α粒子穿出金箔進(jìn)入電場(chǎng)，若穿出金箔時(shí)速度方向與射入金箔時(shí)速度方向相同，在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)通過(guò)N點(diǎn)，SN⊥ab且SN=40cm，則此α粒子從金箔上穿出時(shí)，損失的動(dòng)能△EK為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，真空室內(nèi)存在寬度為d=8cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.332T，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里；ab、cd足夠長(zhǎng)，cd為厚度不計(jì)的金箔，金箔右側(cè)有一勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，電場(chǎng)強(qiáng)度E=3.32×105N/C；方向與金箔成37°角．緊挨邊界ab放一點(diǎn)狀α粒子放射源S，可沿紙面向各個(gè)方向均勻放射初速率相同的α粒子，已知：α粒子的質(zhì)量m=6.64×10-27kg，電荷量q=+3.2×10-19C，初速度
v=3.2×106m/s．不計(jì)粒子重力（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
求：（1）α粒子在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R；
（2）金箔cd被α粒子射中區(qū)域的長(zhǎng)度L；
（3）設(shè)打在金箔上d端離cd中心最遠(yuǎn)的α粒子，速度方向不變穿出金箔進(jìn)入電場(chǎng)．在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)通過(guò)N點(diǎn)，SN⊥ab且SN=40cm，則此α粒子從金箔上穿出時(shí)的速度大小為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2013?煙臺(tái)二模）如圖所示，真空室內(nèi)有三個(gè)水平方向足夠長(zhǎng)的區(qū)域，區(qū)域I中存在按下圖規(guī)律變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1（磁場(chǎng)垂直紙面向里時(shí)為正，T=
πm
2qB0
），區(qū)域Ⅱ中存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，區(qū)域Ⅲ中存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，電場(chǎng)區(qū)域沿電場(chǎng)方向的寬度為L(zhǎng)三個(gè)區(qū)域的分界線沿水平方向且相互平行．t=0時(shí)刻一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子，從A處以初速度v0垂直于分界線射入磁場(chǎng)，t=
11
3
T時(shí)粒子從P點(diǎn)進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后剛好能離開區(qū)域Ⅱ進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅲ的電場(chǎng)中，最終在N點(diǎn)（圖中未畫出）離開電場(chǎng)，不計(jì)粒子重力，求：

（1）粒子在區(qū)域I做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的半徑；
（2）從t=0到t=2T的時(shí)間內(nèi)粒子通過(guò)的路程：
（3）區(qū)域I在豎直方向的寬度；
（4）粒子在區(qū)域Ⅱ中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間以及從P點(diǎn)到N點(diǎn)沿水平方向的位移大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，真空室內(nèi)存在寬度為d=8cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.332T，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里；ab、cd足夠長(zhǎng)，cd為厚度不計(jì)的金箔，金箔右側(cè)有一勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，電場(chǎng)強(qiáng)度E=3.32×105 N/C，方向與金箔平行豎直向上．緊挨邊界ab放一點(diǎn)狀α粒子放射源S，可沿紙面向各個(gè)方向均勻放射初速率不相同的α粒子，但初速率大小在1.0×106m/s＜V≤3.2×106m/s 之間．已知：mα=6.64×10-27Kg，qα=3.2×10-19C，SN⊥ab且SN=18cm．試求：
（1）金箔cd上半部Oc上被α粒子射中最大區(qū)域的長(zhǎng)度L；
（2）若有沿Sb方向射出的α粒子經(jīng)磁場(chǎng)作用恰好垂直打在金箔cd上并沿入射方向穿出金箔進(jìn)入電場(chǎng)，在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)通過(guò)N點(diǎn)，則此α粒子從金箔上穿出時(shí)，損失的動(dòng)能△EK為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，真空室內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=0.60T．磁場(chǎng)內(nèi)有一塊足夠大的平面感光平板ab，板面與磁場(chǎng)方向平行．在距ab的距離為l=10cm處，有一個(gè)點(diǎn)狀的α放射源S，它僅在紙平面內(nèi)向各個(gè)方向均勻地發(fā)射α粒子．設(shè)放射源每秒發(fā)射n=3.0×104個(gè)α粒子，每個(gè)α粒子的速度都是v=6.0×106m/s．已知α粒子的電荷與質(zhì)量之比
qm
=5.0×107C/kg．求每分鐘有多少個(gè)α粒子打中ab感光平板？

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