题目内容

 

如图16(a)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N1、N2构成,两盘面平行且与转轴垂直,相距为L,盘上各开一狭缝,两狭缝夹角可调(如图16(b));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d/2,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16(c)),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,盘匀速转动,转动方向如图16(b).要使穿过N1、N2的粒子均打到感光板P1P2连线上。试分析盘转动角速度的取值范围(设通过N1的所有粒子在盘转一圈的时间内都能到达N2)。

 

 

 

 

 (1)  (2)

解析: (1)粒子在磁场中匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,,周长=周期×速度,,又,解得:

(2)速度最小时,,,,解得:

速度最大时,,,,,

解得:,所以

 

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