题目内容

.如图15-7-8所示，真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直于图中纸面向里，磁感应强度的大小B=0.60 T.磁场内有一块平面感光直板ab，板面与磁场方向平行.在距ab的距离为t=16 cm处，有一个点状的α放射源S，它向各个方向发射α粒子，α粒子的速度都是v=3.0×106 m/s.已知α粒子的电荷与质量之比=5.0×107 C/kg.现只考虑在图纸平面中运动的α粒子，求ab上被α粒子打中的区域的长度.（α粒子带正电）

图15-7-8

20 cm


解析:

α粒子带正电，故在磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动，用R表示轨道半径，有qvB=

由此得R=

代入数值得R=10 cm  可见，2R＞l＞R

因朝不同方向发射的α粒子的圆轨迹都过S，由此可知，某一圆轨迹在图中N左侧与ab相切，则此切点P1就是α粒子能打中的左侧最远点.为定出P1点的位置，可作平行于ab的直线cd，cd到ab的距离为R，以S为圆心，R为半径，作弧交cd与Q点，过Q作ab的垂线，它与ab的交点即为P1.

由图中几何关系得：NP1= 

再考虑N的右侧.任何α粒子在运动中离S的距离不可能超过2R，以2R为半径，S为圆心作圆，交ab于N右侧的P2点，此即右侧能打到的最远点.

由图中几何关系得NP2=

所求长度为  P1P2=NP1+NP2

代入数值得  P1P2=20 cm.

练习册系列答案
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某同学用图14-7-11所示电路，测绘标有“3.8 V  0.3 A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象.

图14-7-11

（1）除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：

电流表：A1（量程100 mA，内阻约2 Ω）；A2（量程0.6 A，内阻约0.3 Ω）；

电压表：V1（量程5 V，内阻约5 kΩ）；V2（量程15 V，内阻约15 kΩ）；?

滑动变阻器：R1（阻值范围0～10 Ω）；R2（阻值范围0～2 kΩ）；

电源：E1（电动势为1.5 V，内阻约为0.2 Ω）；E2（电动势为4 V，内阻约为0.04 Ω）?.

为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表________，电压表_______，滑动变阻器_______，电源_______.（填器材的符号）

（2）根据实验数据，计算并描绘处RU的图象如图14-7-12所示，由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为_______Ω；当所加电压为3.00 V时，灯丝电阻为_______Ω，灯泡实际消耗的电功率为_______W.

图14-7-12

（3）根据P-U图象，可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系.符合该关系的示意图是图14-7-13中的_______.

图14-7-13
在倾角θ=30°的斜面上，固定一金属框，宽L=0.25 m.接入电动势E=12 V、内阻不计的电池.垂直框面放有一根质量m=0.2 kg的金属棒ab，它与框架的动摩擦因数μ=,整个装置放在磁感应强度B=0.8 T、垂直框面向上的匀强磁场中，如图15-7-7所示.当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？（框架与棒的电阻不计，g取10 m/s2）

图15-7-7
如图15-7-8所示，真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直于图中纸面向里，磁感应强度的大小B=0.60 T.磁场内有一块平面感光直板ab，板面与磁场方向平行.在距ab的距离为t=16 cm处，有一个点状的α放射源S，它向各个方向发射α粒子，α粒子的速度都是v=3.0×106 m/s.已知α粒子的电荷与质量之比=5.0×107 C/kg.现只考虑在图纸平面中运动的α粒子，求ab上被α粒子打中的区域的长度.（α粒子带正电）

图15-7-8

在倾角θ=30°的斜面上，固定一金属框，宽L=0.25 m.接入电动势E=12 V、内阻不计的电池.垂直框面放有一根质量m=0.2 kg的金属棒ab，它与框架的动摩擦因数μ=,整个装置放在磁感应强度B=0.8 T、垂直框面向上的匀强磁场中，如图15-7-7所示.当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？（框架与棒的电阻不计，g取10 m/s2）

图15-7-7

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