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(2013·天津市五区县高三第二次质量调查,12题)(20分)如图为实验室筛选带电粒子的装置示意图,竖直金属板MN之间加有电压,M板有一电子源,可不断产生速度可忽略不计的电子,电子电荷量为e,质量为m,N板有一与电子源正对的小孔O。金属板的右侧是一个半径为R的圆筒,可以围绕竖直中心轴逆时针转动,圆筒直径两端的筒壁上有两个正对的小孔O1、O2两孔所需要的时间是t=0.2s。现圆筒内部有竖直向下的磁场圆筒匀速转动以后,凡是能进入圆筒的电子都能从圆筒中射出来。试求:
(1)金属板MN上所加电压U的大小
(2)圆筒转动的最小角速度
(3)若要求电子从一个孔进入圆筒后必须从另一个孔射出来,圆筒转动的角速度多大?
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由表中数据可以计算出该聚变反应过程中释放的能量为
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粒子名称 | 质子p | α粒子 | 电子e | 中子n |
质量/u | 1.0073 | 4.0015 | 0.00055 | 1.0087 |
(1)若在两板间加恒定电压U,M和N相距为d,板长为L(不考虑电场边缘效应),入射粒子是电量为e、质量为m的电子,求打在荧光屏P上偏离点O2最远的粒子的动能
(2)若在两板间加如图乙所示的交变电压u,M和N相距为d,板长为L(不考虑电场边缘效应).入射粒子是电量为e、质量为m的电子.某电子在t0=
L | 4v0 |
如图甲所示,M和N是相互平行的金属板,OO1O2为中线,O1为板间区域的中点,P是足够大的荧光屏.带电粒子连续地从O点沿OO1方向射入两板间.
(1)若只在两板间加恒定电压U,M和N相距为d,板长为L(不考虑电场边缘效应).若入射粒子是电量为e、质量为m的电子,试求能打在荧光屏P上偏离点O2最远的电子的动能.
(2)若两板间只存在一个以O1点为圆心的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里,已知磁感应强度B=0.50T,两板间距d=cm,板长L=1.0cm,带电粒子质量m=2.0×10-25kg,电量q=8.0×10-18C,入射速度v =×105m/s.若能在荧光屏上观察到亮点,试求粒子在磁场中运动的轨道半径r,并确定磁场区域的半径R应满足的条件.
(3)若只在两板间加如图乙所示的交变电压u,M和N相距为d,板长为L(不考虑电场边缘效应).入射粒子是电量为e、质量为m的电子.某电子在t0=时刻以速度v0射入电场,要使该电子能通过平行金属板,试确定U0应满足的条件.
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