如圖15-7-8所示，真空室內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于圖中紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=0.60 T.磁場(chǎng)內(nèi)有一塊平面感光直板ab，板面與磁場(chǎng)方向平行.在距ab的距離為t=16 cm處，有一個(gè)點(diǎn)狀的α放射源S，它向各個(gè)方向發(fā)射α粒子，α粒子的速度都是v=3.0×106 m/s.已知α粒子的電荷與質(zhì)量之比=5.0×107 C/kg.現(xiàn)只考慮在圖紙平面中運(yùn)動(dòng)的α粒子，求ab上被α粒子打中的區(qū)域的長(zhǎng)度.（α粒子帶正電）

圖15-7-8

解析：α粒子帶正電，故在磁場(chǎng)中沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，用R表示軌道半徑，有qvB=

由此得R=

代入數(shù)值得R=10 cm  可見(jiàn)，2R＞l＞R

因朝不同方向發(fā)射的α粒子的圓軌跡都過(guò)S，由此可知，某一圓軌跡在圖中N左側(cè)與ab相切，則此切點(diǎn)P1就是α粒子能打中的左側(cè)最遠(yuǎn)點(diǎn).為定出P1點(diǎn)的位置，可作平行于ab的直線cd，cd到ab的距離為R，以S為圓心，R為半徑，作弧交cd與Q點(diǎn)，過(guò)Q作ab的垂線，它與ab的交點(diǎn)即為P1.

由圖中幾何關(guān)系得：NP1= 

再考慮N的右側(cè).任何α粒子在運(yùn)動(dòng)中離S的距離不可能超過(guò)2R，以2R為半徑，S為圓心作圓，交ab于N右側(cè)的P2點(diǎn)，此即右側(cè)能打到的最遠(yuǎn)點(diǎn).

由圖中幾何關(guān)系得NP2=

所求長(zhǎng)度為  P1P2=NP1+NP2

代入數(shù)值得  P1P2=20 cm.

答案：20 cm

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

某同學(xué)用圖14-7-11所示電路，測(cè)繪標(biāo)有“3.8 V  0.3 A”的小燈泡的燈絲電阻R隨電壓U變化的圖象.

圖14-7-11

（1）除了導(dǎo)線和開關(guān)外，有以下一些器材可供選擇：

電流表：A1（量程100 mA，內(nèi)阻約2 Ω）；A2（量程0.6 A，內(nèi)阻約0.3 Ω）；

電壓表：V1（量程5 V，內(nèi)阻約5 kΩ）；V2（量程15 V，內(nèi)阻約15 kΩ）；?

滑動(dòng)變阻器：R1（阻值范圍0～10 Ω）；R2（阻值范圍0～2 kΩ）；

電源：E1（電動(dòng)勢(shì)為1.5 V，內(nèi)阻約為0.2 Ω）；E2（電動(dòng)勢(shì)為4 V，內(nèi)阻約為0.04 Ω）?.

為了調(diào)節(jié)方便，測(cè)量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表________，電壓表_______，滑動(dòng)變阻器_______，電源_______.（填器材的符號(hào)）

（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算并描繪處RU的圖象如圖14-7-12所示，由圖象可知，此燈泡在不工作時(shí)，燈絲電阻為_______Ω；當(dāng)所加電壓為3.00 V時(shí)，燈絲電阻為_______Ω，燈泡實(shí)際消耗的電功率為_______W.

圖14-7-12

（3）根據(jù)P-U圖象，可確定小燈泡耗電功率P與外加電壓U的關(guān)系.符合該關(guān)系的示意圖是圖14-7-13中的_______.

圖14-7-13

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

.如圖15-7-8所示，真空室內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于圖中紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=0.60 T.磁場(chǎng)內(nèi)有一塊平面感光直板ab，板面與磁場(chǎng)方向平行.在距ab的距離為t=16 cm處，有一個(gè)點(diǎn)狀的α放射源S，它向各個(gè)方向發(fā)射α粒子，α粒子的速度都是v=3.0×106 m/s.已知α粒子的電荷與質(zhì)量之比=5.0×107 C/kg.現(xiàn)只考慮在圖紙平面中運(yùn)動(dòng)的α粒子，求ab上被α粒子打中的區(qū)域的長(zhǎng)度.（α粒子帶正電）

圖15-7-8

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

一物理興趣小組利用學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)探究物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)向心力與角速度、半徑的關(guān)系.

（1）首先，他們讓一砝碼做半徑r為0.08m的圓周運(yùn)動(dòng)，數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量和計(jì)算得到若干組向心力F和對(duì)應(yīng)的角速度ω，如下表．請(qǐng)你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖4-4-8所示的坐標(biāo)上繪出F-ω的關(guān)系圖像.

實(shí)驗(yàn)序號(hào)

1

2

3

4

5

6

7

8

F/N

2.42

1.90

1.43

0.97

0.76

0.50

0.23

0.06

ω/rad·s-1

28.8

25.7

22.0

18.0

15.9

13.0

8.5

4.3

（2）通過(guò)對(duì)圖像的觀察，興趣小組的同學(xué)猜測(cè)F與ω2成正比．你認(rèn)為，可以通過(guò)進(jìn)一步的轉(zhuǎn)換，通過(guò)繪出____________關(guān)系圖像來(lái)確定他們的猜測(cè)是否正確．   

（3）在證實(shí)了F∝ω2之后，他們將砝碼做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r再分別調(diào)整為0.04m、0.12m，又得到了兩條F-ω圖像，他們將三次實(shí)驗(yàn)得到的圖像放在一個(gè)坐標(biāo)系中，如圖4-4-9所示．通過(guò)對(duì)三條圖像的比較、分析、討論，他們得出F∝ r的結(jié)論，你認(rèn)為他們的依據(jù)是                 _____________________________    ．

（4）通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，他們得出：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的向心力F與角速度ω、半徑r的數(shù)學(xué)關(guān)系式是F=kω2r，其中比例系數(shù)k的大小為__________，單位是________．

 

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖2-2-8所示,帶正電小球質(zhì)量為m=1×10-2kg,帶電荷量為q=1×10-6C,置于光滑絕緣水平面上的A點(diǎn).當(dāng)空間存在著斜向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),該小球從靜止開始始終沿水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),測(cè)得其速度vB =1.5 m／s,此時(shí)小球的位移為s=0.15 m.求此勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的取值范圍.(取g=10 m／s2)

圖2-2-8

某同學(xué)求解如下：設(shè)電場(chǎng)方向與水平面之間夾角為θ,由動(dòng)能定理qEscosθ=mvB2-0得E=V／m.由題意可知θ＞0,所以當(dāng)E ＞7.5×104V／m時(shí),小球?qū)⑹冀K沿水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng).

經(jīng)檢查,計(jì)算無(wú)誤.該同學(xué)所得結(jié)論是否有不完善之處?若有,請(qǐng)予以補(bǔ)充.

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