12.(2010年高考广东理综卷)如图甲所示,左为某同学设想的粒子速度选择装置,由水平转轴及两个薄盘N1N2构成,两盘面平行且与转轴垂直,相距为L,盘上各开一狭缝,两狭缝夹角θ可调(如图乙);右为水平放置的长为d的感光板,板的正上方有一匀强磁场,方向垂直纸面向外,磁感应强度为B.一小束速度不同、带正电的粒子沿水平方向射入N1,能通过N2的粒子经O点垂直进入磁场,O到感光板的距离为,粒子电荷量为q,质量为m,不计重力.

(1)若两狭缝平行且盘静止(如图丙),某一粒子进入磁场后,竖直向下打在感光板中心点M上,求该粒子在磁场中运动的时间t

(2)若两狭缝夹角为θ0,盘匀速转动,转动方向如图乙,要使穿过N1N2的粒子均打到感光板P1P2连线上,试分析盘转动角速度ω的取值范围.(设通过N1的所有粒子在盘旋转一圈的时间内都能到达N2)

解析:(1)粒子运动的半径为

R=·                                     ①

由牛顿第二定律

qvBm                                   ②

匀速圆周运动的周期

T=                                     ③

粒子在磁场中运动的时间

t==.                                  ④

(2)如图所示,设粒子运动临界半径分别为R1R2

R1=                                        ⑤

d2+(R2-)2R22

R2d                                       

设粒子临界速度分别为v1v2

由②⑤⑥式,得

v1=                                        ⑦

v2=                                           ⑧

若粒子通过两转盘,由题设可知

=                                          ⑨

联立⑦⑧⑨,得对应转盘的转速分别为

ω1

ω2

粒子要打在感光板上,需满足条件

ω≤.

答案:(1) (2)≤ω

 0  135159  135167  135173  135177  135183  135185  135189  135195  135197  135203  135209  135213  135215  135219  135225  135227  135233  135237  135239  135243  135245  135249  135251  135253  135254  135255  135257  135258  135259  135261  135263  135267  135269  135273  135275  135279  135285  135287  135293  135297  135299  135303  135309  135315  135317  135323  135327  135329  135335  135339  135345  135353  447348 

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