分析 (1)離子在加速電場中加速時,電場力做功,動能增加,根據(jù)動能定理列出方程;粒子進入靜電分析器,靠電場力提供向心力,結合牛頓第二定律列出方程,即可求出圓弧虛線對應的半徑R的大。
(2)離子進入矩形區(qū)域的有界勻強電場后做類平拋運動,將其進行正交分解,由牛頓第二定律和運動學公式結合,可求解場強E0的值.
(3)離子在勻強磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律得到軌跡半徑.畫出粒子剛好打在QN上的臨界軌跡,由幾何關系求出臨界的軌跡半徑,即可求得B的范圍.
解答 解:(1)離子在加速電場中加速,根據(jù)動能定理,有:$qU=\frac{1}{2}m{v}^{2}$
離子在輻向電場中做勻速圓周運動,電場力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律,有 $q{E}_{0}=\frac{m{v}^{2}}{R}$
得:$R=\frac{2U}{{E}_{0}}$
(2)離子做類平拋運動
d=vt
3d=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$
由牛頓第二定律得:qE=ma
則 E=$\frac{12U}ltl1nf5$
(3)離子在勻強磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律,有 $qvB=\frac{m{v}^{2}}{r}$
則 r=$\frac{1}{B}$$\sqrt{\frac{2Um}{q}}$
離子能打在QF上,則既沒有從DQ邊出去也沒有從PF邊出去,則離子運動徑跡的邊界如圖中Ⅰ和Ⅱ.
由幾何關系知,離子能打在QF上,必須滿足:$\frac{3}{2}d<r≤2d$
則有 $\frac{1}{2d}$$\sqrt{\frac{2Um}{q}}$≤B<$\frac{2}{3d}$$\sqrt{\frac{2Um}{q}}$
答:(1)圓弧虛線對應的半徑R的大小$\frac{2U}{{E}_{0}}$;
(2)矩形區(qū)域QNCD內勻強電場場強E的值為$\frac{12U}cp5wj1q$;
(3)磁場磁感應強度B的取值范圍為 $\frac{1}{2d}$$\sqrt{\frac{2Um}{q}}$≤B<$\frac{2}{3d}$$\sqrt{\frac{2Um}{q}}$.
點評 對于帶電粒子在電場中加速過程,往往運用動能定理研究加速電壓與速度的關系;對于電場中偏轉問題,運動的分解是常用方法.磁場中的勻速圓周運動,要知道洛倫茲力充當向心力,畫出軌跡是解答的關鍵,同時注意粒子在靜電分析器中電場力不做功.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 離太陽越遠的行星周期越小 | B. | 離太陽越遠的行星線速度越小 | ||
C. | 離太陽越遠的行星角速度越小 | D. | 離太陽越遠的行星加速度越小 |
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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. | “3V,0.3A” | B. | “3V,0.2A” | C. | “6V,1.2A” | D. | “2V,0.1A” |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 4.2V 14.58mA | B. | 4.2V 700mA | C. | 3.7V 700mA | D. | 3.7V 14.58mA |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 為了減少作圖誤差,P3和P4的距離應適當取大些 | |
B. | 為了減少測量誤差,P1和P2的連線與玻璃磚界面的夾角越大越好 | |
C. | 若P1、P2距離太大,通過玻璃磚會看不到它們的像 | |
D. | 若P1、P2連線與法線夾角太大,有可能在bb′界面發(fā)生全反射 |
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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. | 作用力與反作用力時刻相同 | |
B. | 作用力與反作用力作用在同一物體上 | |
C. | 作用力與反作用力的大小相等 | |
D. | 作用力與反作用力的合力為零 |
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