分析 (1)由洛倫茲力做向心力求得速度表達(dá)式,然后由幾何關(guān)系求得最大半徑即可得到最大速度;
(2)根據(jù)PQ特點(diǎn)由幾何關(guān)系求得最大半徑,即可得到最大速度;
(3)根據(jù)幾何關(guān)系及洛倫茲力做向心力求得進(jìn)入電場(chǎng)的電子位置和速度的關(guān)系,然后由類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解.
解答 解:(1)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),洛倫茲力做向心力,故有$Bve=\frac{m{v}^{2}}{R}$,所以,$v=\frac{eBR}{m}$;
能從OC邊出磁場(chǎng)的電子,當(dāng)運(yùn)動(dòng)軌跡和AC相切時(shí)半徑最大,故半徑最大值Rm=a,所以,能從OC邊出磁場(chǎng)的電子所具有的最大速度${v}_{m}=\frac{eBa}{m}$;
(2)要使電子能通過(guò)PQ界面,電子飛出磁場(chǎng)的速度方向必須水平向右,由(1)可知:$v=\frac{eBR}{m}$,故R越大v越大;
所以,從C點(diǎn)水平飛出的電子,運(yùn)動(dòng)半徑最大,對(duì)應(yīng)的速度最大;
故有$(R-a)^{2}+(\sqrt{3}a)^{2}={R}^{2}$,所以,R=2a;故能通過(guò)PQ界面的電子所具有的最大速度${v}_{m}′=\frac{2eBa}{m}$;
(3)只有垂直打到PQ界面上的電子通過(guò),故電子進(jìn)入電場(chǎng)的范圍為PQ上C到X軸間的范圍;
當(dāng)粒子在PQ上的縱坐標(biāo)為y(0<y≤a)時(shí),粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑由幾何關(guān)系可得:$(r-y)^{2}+(\sqrt{3}y)^{2}=r$,所以,r=2y;
那么由洛倫茲力做向心力可得:運(yùn)動(dòng)速度$v′=\frac{2eBy}{m}$;
粒子在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用,做類平拋運(yùn)動(dòng),故有:$y=\frac{1}{2}×\frac{eE}{m}×{t}^{2}$;
那么,電子打在X軸上的位置為$x=\sqrt{3}a+v′t$=$\sqrt{3}a+\frac{2eBy}{m}×\sqrt{\frac{2my}{eE}}$=$\sqrt{3}a+2By\sqrt{\frac{2ey}{mE}}$,
所以,$\sqrt{3}a<x≤\sqrt{3}a+2Ba\sqrt{\frac{2ea}{mE}}$;
答:(1)當(dāng)速度方向沿y軸正方向時(shí),能從OC邊出磁場(chǎng)的電子所具有的最大速度是$\frac{eBa}{m}$;
(2)能通過(guò)PQ界面的電子所具有的最大速度是$\frac{2eBa}{m}$;
(3)在PQ右側(cè)X軸上$(\sqrt{3}a,\sqrt{3}a+2Ba\sqrt{\frac{2ea}{mE}}]$范圍內(nèi)能接收到電子.
點(diǎn)評(píng) 帶電粒子的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,加速電場(chǎng)一般由動(dòng)能定理或勻加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解;偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)由類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解;磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題則根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律結(jié)合幾何條件求解.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 物體上一定有多余的電子 | B. | 物體上一定缺少電子 | ||
C. | 物體的帶電量一定是e整數(shù)倍 | D. | 物體的帶電量可以是任意的一個(gè)值 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 若M選a(豎直線光源),N應(yīng)選圖乙中的3,O應(yīng)選圖甲中的4,干涉圖樣為圖乙5 | |
B. | 若M選a(豎直線光源),N應(yīng)選圖乙中的1,O應(yīng)選2,干涉圖樣為圖乙6 | |
C. | 若M選b(水平線光源),N應(yīng)選圖乙中的1,O應(yīng)選2,干涉圖樣為圖乙6 | |
D. | 若M選b(水平線光源),N應(yīng)選圖乙中的3,O應(yīng)選4,干涉圖樣為圖乙5 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 氫原子光譜是連續(xù)譜 | |
B. | α、β和γ三種射線中,α射線的電離本領(lǐng)最強(qiáng) | |
C. | 太陽(yáng)輻射的能量來(lái)太陽(yáng)內(nèi)部的核裂變反成 | |
D. | 原子核衰變時(shí)電荷數(shù)和質(zhì)量都守恒 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 小球A只受到桿對(duì)A的彈力 | |
B. | 小球A受到的桿的彈力大小為20N | |
C. | 此時(shí)繩子與穿有A球的桿垂直,繩子張力大小為$\frac{20}{3}$$\sqrt{3}$N | |
D. | 小球B受到桿的彈力大小為10$\sqrt{3}$N |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 作用于金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于零 | |
B. | 作用于金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于mgh與電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱之和 | |
C. | 恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱 | |
D. | 恒力F與安培力的合力所做的功等于零 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 具有各向異性的固體一定是晶體 | |
B. | 飽和氣壓與溫度無(wú)關(guān) | |
C. | 空氣的絕對(duì)濕度可用空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)來(lái)表示 | |
D. | 第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成的原因,在于其違背了能量守恒定律 | |
E. | 當(dāng)人們的肌膚感到潮濕時(shí),空氣相對(duì)濕度一定較大 |
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