如圖15-7-8所示，真空室內存在勻強磁場，磁場方向垂直于圖中紙面向里，磁感應強度的大小B=0.60 T.磁場內有一塊平面感光直板ab，板面與磁場方向平行.在距ab的距離為t=16 cm處，有一個點狀的α放射源S，它向各個方向發(fā)射α粒子，α粒子的速度都是v=3.0×106 m/s.已知α粒子的電荷與質量之比=5.0×107 C/kg.現(xiàn)只考慮在圖紙平面中運動的α粒子，求ab上被α粒子打中的區(qū)域的長度.（α粒子帶正電）

圖15-7-8

解析：α粒子帶正電，故在磁場中沿逆時針方向做勻速圓周運動，用R表示軌道半徑，有qvB=

由此得R=

代入數(shù)值得R=10 cm  可見，2R＞l＞R

因朝不同方向發(fā)射的α粒子的圓軌跡都過S，由此可知，某一圓軌跡在圖中N左側與ab相切，則此切點P1就是α粒子能打中的左側最遠點.為定出P1點的位置，可作平行于ab的直線cd，cd到ab的距離為R，以S為圓心，R為半徑，作弧交cd與Q點，過Q作ab的垂線，它與ab的交點即為P1.

由圖中幾何關系得：NP1= 

再考慮N的右側.任何α粒子在運動中離S的距離不可能超過2R，以2R為半徑，S為圓心作圓，交ab于N右側的P2點，此即右側能打到的最遠點.

由圖中幾何關系得NP2=

所求長度為  P1P2=NP1+NP2

代入數(shù)值得  P1P2=20 cm.

答案：20 cm

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

某同學用圖14-7-11所示電路，測繪標有“3.8 V  0.3 A”的小燈泡的燈絲電阻R隨電壓U變化的圖象.

圖14-7-11

（1）除了導線和開關外，有以下一些器材可供選擇：

電流表：A1（量程100 mA，內阻約2 Ω）；A2（量程0.6 A，內阻約0.3 Ω）；

電壓表：V1（量程5 V，內阻約5 kΩ）；V2（量程15 V，內阻約15 kΩ）；?

滑動變阻器：R1（阻值范圍0～10 Ω）；R2（阻值范圍0～2 kΩ）；

電源：E1（電動勢為1.5 V，內阻約為0.2 Ω）；E2（電動勢為4 V，內阻約為0.04 Ω）?.

為了調節(jié)方便，測量準確，實驗中應選用電流表________，電壓表_______，滑動變阻器_______，電源_______.（填器材的符號）

（2）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，計算并描繪處RU的圖象如圖14-7-12所示，由圖象可知，此燈泡在不工作時，燈絲電阻為_______Ω；當所加電壓為3.00 V時，燈絲電阻為_______Ω，燈泡實際消耗的電功率為_______W.

圖14-7-12

（3）根據(jù)P-U圖象，可確定小燈泡耗電功率P與外加電壓U的關系.符合該關系的示意圖是圖14-7-13中的_______.

圖14-7-13

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科目：高中物理 來源： 題型：

.如圖15-7-8所示，真空室內存在勻強磁場，磁場方向垂直于圖中紙面向里，磁感應強度的大小B=0.60 T.磁場內有一塊平面感光直板ab，板面與磁場方向平行.在距ab的距離為t=16 cm處，有一個點狀的α放射源S，它向各個方向發(fā)射α粒子，α粒子的速度都是v=3.0×106 m/s.已知α粒子的電荷與質量之比=5.0×107 C/kg.現(xiàn)只考慮在圖紙平面中運動的α粒子，求ab上被α粒子打中的區(qū)域的長度.（α粒子帶正電）

圖15-7-8

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科目：高中物理 來源： 題型：

一物理興趣小組利用學校實驗室的數(shù)字實驗系統(tǒng)探究物體作圓周運動時向心力與角速度、半徑的關系.

（1）首先，他們讓一砝碼做半徑r為0.08m的圓周運動，數(shù)字實驗系統(tǒng)通過測量和計算得到若干組向心力F和對應的角速度ω，如下表．請你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖4-4-8所示的坐標上繪出F-ω的關系圖像.

實驗序號

1

2

3

4

5

6

7

8

F/N

2.42

1.90

1.43

0.97

0.76

0.50

0.23

0.06

ω/rad·s-1

28.8

25.7

22.0

18.0

15.9

13.0

8.5

4.3

（2）通過對圖像的觀察，興趣小組的同學猜測F與ω2成正比．你認為，可以通過進一步的轉換，通過繪出____________關系圖像來確定他們的猜測是否正確．   

（3）在證實了F∝ω2之后，他們將砝碼做圓周運動的半徑r再分別調整為0.04m、0.12m，又得到了兩條F-ω圖像，他們將三次實驗得到的圖像放在一個坐標系中，如圖4-4-9所示．通過對三條圖像的比較、分析、討論，他們得出F∝ r的結論，你認為他們的依據(jù)是                 _____________________________    ．

（4）通過上述實驗，他們得出：做圓周運動的物體受到的向心力F與角速度ω、半徑r的數(shù)學關系式是F=kω2r，其中比例系數(shù)k的大小為__________，單位是________．

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖2-2-8所示,帶正電小球質量為m=1×10-2kg,帶電荷量為q=1×10-6C,置于光滑絕緣水平面上的A點.當空間存在著斜向上的勻強電場時,該小球從靜止開始始終沿水平面做勻加速直線運動,當運動到B點時,測得其速度vB =1.5 m／s,此時小球的位移為s=0.15 m.求此勻強電場場強E的取值范圍.(取g=10 m／s2)

圖2-2-8

某同學求解如下：設電場方向與水平面之間夾角為θ,由動能定理qEscosθ=mvB2-0得E=V／m.由題意可知θ＞0,所以當E ＞7.5×104V／m時,小球將始終沿水平面做勻加速直線運動.

經(jīng)檢查,計算無誤.該同學所得結論是否有不完善之處?若有,請予以補充.

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