【題目】如圖所示,在坐標原點O處有一粒子源,能向四周均勻發(fā)射速度大小相等、方向都平行于紙面的帶正電粒子。在O點右側(cè)有一半徑為R的圓形薄板,薄板中心O′位于x軸上,且與x軸垂直放置,薄板的兩端MN與原點O正好構(gòu)成等腰直角三角形。已知帶電粒子的質(zhì)量為m,帶電量為q,速率為v,重力不計。

(1)要使y軸右側(cè)所有運動的粒子都能打到薄板MN上,在y軸右側(cè)加一平行于x軸的勻強電場,則場強的最小值E0為多大?在電場強度為E0時,打到板上的粒子動能為多大?

(2)要使薄板右側(cè)的MN連線上都有粒子打到,可在整個空間加一方向垂直紙面向里的勻強磁場,則磁場的磁感應強度不能超過多少(用m、v、q、R表示)?若滿足此條件,從O點發(fā)射出的所有帶電粒子中有幾分之幾能打在板的左邊?

【答案】1E0=,Ek=;(2)磁感應強度不能超過,

【解析】1)由題意知,要使y軸右側(cè)所有運動粒子都能打在 MN板上,其臨界條件為:沿y軸方向運動的粒子作類平拋運動,且落在MN點。

沿y軸方向,R=vt 1分)

沿x軸方向,R=at21分)

加速度 a=1分)

解得E0=2分)

由動能定理知qE0R=Ek2分)

解得Ek=1分)

2)加勻強磁場后,粒子沿逆時針方向做勻速圓周運動,當軌跡以O′為圓心同時過M、N兩點時,軌跡直徑最。ㄈ鐖D所示),且等于MN,即軌跡半徑r=R,(3分)

由牛頓第二定律得2分)

解得 B=2分)

即磁感應強度不能超過。

O點向第四象限發(fā)射出的粒子均能打在MN板的左側(cè),占發(fā)射粒子總數(shù)的。(3分)

練習冊系列答案
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A. B.

C. D.

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⑴油酸膜的面積是________;

⑵每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是_____________ ;

⑶根據(jù)上述數(shù)據(jù),估測出油酸分子的直徑是________.(答案保留兩位有效數(shù)字)

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