分析 帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由洛侖茲力充當(dāng)向心力可求得粒子的半徑,則根據(jù)幾何關(guān)系可求得ab上被打中的區(qū)域的長(zhǎng)度.
解答 解:(1)α粒子帶正電,故在磁場(chǎng)中沿逆時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng),
洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得:qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$…①
代入數(shù)據(jù)解得:r=0.1m=10cm,
α粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期:T=$\frac{2πm}{qB}$=$\frac{2π}{5×1{0}^{7}×0.6}$=$\frac{2π}{3}$×10-7s;
(2)由于:2r>l>r,因朝不同方向發(fā)射的α粒子的圓軌跡都過(guò)S,由此可知,
某一圓軌跡在圖中N左側(cè)與ab相切,則此切點(diǎn)P1就是α粒子能打中的左側(cè)最遠(yuǎn)點(diǎn).
定出P1點(diǎn)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于Q點(diǎn),過(guò)Q作ab的垂線,它與ab的交點(diǎn)即為P1,
NP1=$\sqrt{{r}^{2}-(l-r)^{2}}$…②
再考慮N的右側(cè).任何α粒子在運(yùn)動(dòng)中離S的距離不可能超過(guò)2R,以2R為半徑、S為圓心作圓,交ab于N右側(cè)的P2點(diǎn),此即右側(cè)能打到的最遠(yuǎn)點(diǎn).
由圖中幾何關(guān)系得:NP2=$\sqrt{(2r)^{2}-{l}^{2}}$…③
所求長(zhǎng)度為:P1P2=NP1+NP2…④
代入數(shù)值得P1P2=20cm,ab上被α粒子打中的區(qū)域的長(zhǎng)度 P1P2=20cm.
答:(1)α粒子的軌道半徑為10cm,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為$\frac{2π}{3}$×10-7s.
(2)ab板上被α粒子打中的區(qū)域長(zhǎng)度為20cm.
點(diǎn)評(píng) 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)解題的關(guān)鍵在于確定圓心和半徑,然后再由幾何關(guān)系即可求得要求的問題.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | P點(diǎn)處的電勢(shì)降低 | |
B. | 帶電油滴仍將保持靜止?fàn)顟B(tài) | |
C. | 帶電油滴將水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng) | |
D. | 帶電油滴到達(dá)極板前具有的電勢(shì)能不斷增加 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 若M固定不動(dòng),則m對(duì)M摩擦力的沖量為零,而M對(duì)m的摩擦力做負(fù)功 | |
B. | 若M不固定,則m克服摩擦力做的功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 | |
C. | 若M不固定,則m對(duì)M的摩擦力做功,等于m克服M的摩擦力做功 | |
D. | 不論M是否固定,m與M相互作用力的沖量總是大小相等、方向相反 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 導(dǎo)電圓環(huán)不受安培力作用 | |
B. | 導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力方向豎直向下,大小為2πBIR | |
C. | 導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力方向豎直向上,大小為2πBIRsin θ | |
D. | 導(dǎo)電圓環(huán)在水平方向上具有沿半徑擴(kuò)張變大的趨勢(shì) |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 手對(duì)瓶子的摩擦力等于瓶子所受的重力 | |
B. | 手對(duì)瓶子的壓力恰好等于瓶子所受的重力 | |
C. | 手握得越緊,手對(duì)瓶子的摩擦力越大 | |
D. | 手對(duì)瓶子的摩擦力必須大于瓶子所受的重力 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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