分析 (1)已知電子射入平行板時的動能和質(zhì)量,由動能的計算式Ek=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$,求電子的速度大。鶕(jù)電子的受力情況,運用運動學分解法分析其運動情況.
(2)將電子的運動分解為沿平行于板的方向和垂直于板的方向,根據(jù)平行于板方向的分位移公式求出電子在電場中運動的時間,由垂直于板方向的速度公式和牛頓第二定律求電場強度.
(3)電子在磁場中作勻速圓周運動,畫出其運動軌跡,分析軌跡的圓心角,由幾何知識求出軌跡半徑,再由牛頓第二定律求磁感應強度.
解答 解:(1)根據(jù)Ek=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$得 v0=$\sqrt{\frac{2{E}_{k}}{m}}$=$\sqrt{\frac{2×4.55×1{0}^{-19}}{9.1×1{0}^{-31}}}$=1×106m/s
因為平行板中的電場為勻強電場,電子在電場中受到的電場力是恒力,方向垂直于極板,則電子在垂直板的方向的加速度a為定值,沿平行板方向的運動是勻速運動,垂直于板的方向做勻變速直線運動,故電子的運動是勻變速曲線運動.
(2)電子在電場中運動時,將v0沿平行于板的方向和垂直于板的方向分解,根據(jù)運動的合成和分解知:
x=(v0cos45°)t
v0sin45°=a$•\frac{t}{2}$=$\frac{eE}{m}•\frac{t}{2}$
聯(lián)立得 E=$\frac{2{v}_{0}^{2}mcos45°sin45°}{xe}$=5.69×102N/C
(3)電子從電場射出時速度大小 v=v0=1×106m/s
電子進入磁場后做勻速圓周運動,運用幾何關(guān)系作出圓心為O′、半徑為r的軌跡圓,設第一次碰撞點為A,由于電子與圓筒發(fā)生了兩次碰撞又從C孔射出,電子運動的方向與進入電場時的方向相反,因此,SA軌跡弧所對的圓心角等于$\frac{π}{2}$
由幾何關(guān)系可得 r=R=10cm=0.1m
電子運動過程中由洛倫茲力充當向心力,由牛頓第二定律得 evB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$
解得 B=$\frac{mv}{er}$=5.69×10-5T
答:
(1)電子射入平行板時的速度大小為1×106m/s,進入電場后電子作勻變速曲線運動;
(2)平行板間的電場強度大小是5.69×102N/C;
(3)圓筒內(nèi)磁場的磁感應強度大小是5.69×10-5T.
點評 解決該題的關(guān)鍵是根據(jù)題目的要求,正確畫出粒子運動的軌跡,并根據(jù)幾何關(guān)系寫出粒子的半徑與磁場的半徑的關(guān)系.該題對空間思維的能力要求比較高.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 220V,50Hz | B. | 311V,50Hz | C. | 220V,60Hz | D. | 311V,60Hz |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:解答題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:填空題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 波的傳播方向沿x軸負方向 | |
B. | 在t=1s時刻,圖甲中質(zhì)點A的加速度為0 | |
C. | 在內(nèi)0-1s,圖甲中質(zhì)點B通過的路程為20cm | |
D. | 在t=0時刻,圖甲中質(zhì)點C的振動速度大小為0 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:解答題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:解答題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 當?shù)刂亓铀俣葹?\frac{c}{2s}$ | |
B. | 當v2=c時,物塊一定處于完全失重狀態(tài) | |
C. | 物體的質(zhì)量m=$\frac{2b}{cs}$ | |
D. | a=2b |
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com