分析 (1)由動能定理求出粒子經(jīng)輔向電場加速后的速度.
(2)先求得粒子在圓形磁場區(qū)域做勻速圓周運動的半徑,恰與圓形區(qū)域的半徑相等.而后取某一粒子以任意方向從C點進入圓形磁場,設(shè)圓形邊界的某點射出,那么兩圓心與兩交點構(gòu)成菱形,可以證明粒子均水平射出磁場,從而打在y軸的范圍就是直徑.
(3)由于能打在打到接收屏上,所以穿過平行板的時間就能求出,那么在該時間內(nèi)粒子向上做勻加速位移就能求出,從而知道在y軸上哪些范圍內(nèi)出發(fā)的粒子能穿出就能求出,從而求出粒子接收屏接收到的粒子數(shù)和進入平行板總粒子數(shù)的比值.
解答 解:(1)電場力做正功,由動能定理得:$q{U}_{2}=\frac{1}{2}m{v}^{2}$
v=1×106m/s
(2)粒子在磁場中做勻速圓周運動
根據(jù):$qvB=m\frac{{v}^{2}}{r}$ 得 $r=\frac{mv}{qB}=0.2m=R$
取一粒子速度如圖所示,從E點離開,圓周運動的圓心為O2,連接CO1,EO1,
因為CO1=EO1=CO2=EO2=R,
所以四邊形CO1EO2是一個菱形,
因而EO2平行于CO1
所以E點速度方向水平向右
由此可見所有粒子水平向右離開磁場
所以y軸擊中范圍0--40cm
(3)粒子水平向右進入電容器,做類平拋運動
若打到接收屏,則$t=\frac{L}{v}=4×1{0}^{-7}s$
豎直位移$h=\frac{1}{2}a{t}^{2}=\frac{1}{2}×\frac{{U}_{1}q}{Lm}×{t}^{2}=0.3m$
由于平行板電場方向向上,粒子向上偏轉(zhuǎn),所以從y軸0--10cm進入的粒子能打到接收屏,因此比值K=$\frac{1}{4}$.
答:(1)粒子在C點的速度為1×106m/s.
(2)粒子擊中y軸的范圍是y軸上從0--40cm處.
(3)粒子接收屏接收到的粒子數(shù)和進入平行板總粒子數(shù)的比值K為$\frac{1}{4}$.
點評 本題的靚點在于:一是輔向電場使粒子均能從C點進入圓形磁場,只是速度大小相同但方向不同;二是可以證明:不同方向進入圓形磁場的粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后均水平射出;三是粒子接收屏接收到的粒子數(shù)和進入平行板總粒子數(shù)的比值轉(zhuǎn)化為能射出平行板的豎直位移與射向y軸的長度之比.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | a只受到一個摩擦力的作用 | |
B. | b共受到三個力的作用 | |
C. | b對a的摩擦力方向向上 | |
D. | 增大水平推力F,a受到墻壁的摩擦力不變 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 6N | B. | 8N | C. | 10N | D. | 12N |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | t1時刻甲車加速度大于乙車加速度 | |
B. | 甲車追上乙車以前t1時刻兩車相距最遠 | |
C. | 0~t1時間內(nèi),乙車的平均速度等于甲車的平均速度 | |
D. | t1時刻兩車的速度剛好相等 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | A對C有向左的摩擦力 | B. | C對B有向左的摩擦力 | ||
C. | 物體C受到一個摩擦力的作用 | D. | C對地面有向右的摩擦力 |
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 物塊接觸彈簧后立即做減速運動 | |
B. | 物塊接觸彈簧后先加速后減速 | |
C. | 物塊接觸彈簧后加速度先減小后增大 | |
D. | 當(dāng)物塊的速度為零時,它所受的合力也為零 |
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