题目内容
如图,真空室内竖直条形区域I存在垂直纸面向外的匀强磁场,条形区域Ⅱ(含I、Ⅱ区域分界面)存在水平向右的匀强电场,电场强度为E,磁场和电场宽度均为L且足够长,M、N为涂有荧光物质的竖直板。现有一束质子从A处连续不断地射入磁场,入射方向与M板成夹角且与纸面平行,质子束由两部分组成,一部分为速度大小为的低速质子,另一部分为速度大小为的高速质子,当I区中磁场较强时,M板出现两个亮斑,缓慢改变磁场强弱,直至亮斑相继消失为止,此时观察到N板有两个亮斑。已知质子质量为m,电量为e,不计质子重力和相互作用力,求:
1.此时I区的磁感应强度;
2.到达N板下方亮斑的质子在磁场中运动的时间;
3.N板两个亮斑之间的距离.
【答案】
1.
2.
3.
【解析】(1)此时低速质子速度恰好与两场交界相切且与电场方向垂直,在磁场中运动半径为R1
①
②
由①②得 ③
(2)低速质子在磁场中运动时间 ④
由②④得 ⑤
(3)高速质子轨道半径 ⑥
由几何关系知此时沿电场线方向进入电场,到达N板时与A点竖直高度差
⑦
低速质子在磁场中偏转距离
⑧
在电场中偏转距离
⑨
在电场中时间 , ⑩
11
由②⑥⑦⑧⑨⑩ 11 得
亮斑PQ间距 12
评分标准:①~12 每式一分
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