题目内容
(19分)如图所示,在铅板A上放一个放射源C可向各个方向射出速率为
的
射线,B为金属网,A、B连接在电路上,电源电动势为
,内阻为
,滑动变阻器总阻值为
,图中滑动变阻器滑片置于中点,A、B间距为d,M为荧光屏(足够大),它紧挨者金属网外侧,已知
粒子的质量为
,不计
射线所形成的电流对电路的影响,求:![]()
(1)闭合开关S后,AB间的场强的大小是多少?
(2)
粒子到达金属网B的最长时间?
(3)切断开关S,并撤去金属网B,加上垂直纸面向内、范围足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,设加上B后
粒子仍能到达荧光屏。这时在竖直方向上能观察到荧光屏亮区的长度是多少?
(1)
(2)
(3)![]()
解析试题分析: (1)由闭合电路欧姆定律得:
(2分)
(1分)
则电场强度:
(2分)
(2)
粒子在两板间运动只受电场力作用,其加速度为:
(2分)
分析可知,沿A板方向射出的
粒子做类平抛运动到达B板所用时间最长.
根据运动学公式:
(2分)
则
(2分)
(3)
粒子垂直进入磁场只受洛伦兹力做匀速圆周运动,则有:
, 得:
(2分)
荧光亮斑区的上边界就是沿A板射出的
粒子所达的a点,做轨迹图如图所示,有:![]()
解得:
(2分)
荧光亮斑区的下边界就是
粒子轨迹与屏相切的C点,有:
解得;
(2分)
在竖直方向上亮斑区的长度为:
(2分)
考点:本题考查了闭合电路的欧姆定律、牛顿第二定律、向心力、带电粒子在匀强电场中的运动、带电粒子在匀强磁场中的运动.
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