题目内容

如图所示,质量为m、电荷量为q的带电粒子,沿与水平面成θ=60°的方向匀速运动,进入垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域后,从水平金属板M左端下边缘附近水平射出磁场,进入两平行金属板M、N间,恰好从N板右边缘飞出.已知匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里,两带电极板M、N长为l,间距为d,板间电压为U,不计粒子重力.
(1)分析判断极板M带正电还是带负电?
(2)求粒子在磁场中运动的速度大小;
(3)求粒子进入磁场时的入射点与离开磁场时的出射点之间的距离.
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(1)粒子在磁场中向右偏转,由左手定则可知,粒子带负电;粒子在电场中向下偏转,所以M板带负电.
(2)设带电粒子进入电场时的初速度为v,则
  d=
1
2
at2
,l=vt
又  a=
qU
md

得  d=
qUl2
2mdv2

 解得 v=
l
d
qU
2m

(3)设磁偏转的半径为R,则由  qvB=m
v2
R

得  R=
mv
qB
=
l
Bd
mU
2q

如图所示,粒子进入磁场时的入射点与离开磁场时的出射点间的距离
d=2Rsin
θ
2
=2Rsin30°=
l
qB
mU
2q

答:
(1)极板M带负电.
(2)粒子在磁场中运动的速度大小
l
d
qU
2m
;
(3)粒子进入磁场时的入射点与离开磁场时的出射点之间的距离是
l
qB
mU
2q
.
练习册系列答案
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(选修3-5)
(1)核能是一种高效的能源.
①在核电站中,为了防止放射性物质泄漏,核反应堆有三道防护屏障:燃料包壳,压力壳和安全壳(见图甲).结合图乙可知,安全壳应当选用的材料是
混凝土
混凝土
.

②图丙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章,通过照相底片被射线感光的区域,可以判断工作人员受到何种辐射.当胸章上1mm铝片和3mm铝片下的照相底片被感光,而铅片下的照相底片未被感光时,结合图2分析工作人员受到了
β
β
射线的辐射;当所有照相底片被感光时,工作人员受到了
γ
γ
射线的辐射.
(2)下列说法正确的是
A.卢瑟福的a粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构
B.受普朗克量子论的启发,爱因斯坦在对光电效应的研究中,提出了光子说
C.核反应方程
 
238
92
U→
 
234
90
Th+
 
4
2
He属于裂变
D.宏观物体的物质波波长非常小,极易观察到它的波动性
E.根据爱因斯坦质能方程,物体具有的能量和它的质量之间存在着正比关系
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①平板车最后的速度是多大?
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