分析 (1)由電場和磁場共同作用時受力平衡,根據(jù)撤去磁場時做類平拋運(yùn)動的偏轉(zhuǎn)量求得撤去電場時的做圓周運(yùn)動的半徑,進(jìn)而根據(jù)幾何關(guān)系求得偏移量;
(2)根據(jù)半徑表達(dá)式,由半徑和D的關(guān)系得到粒子出射邊,進(jìn)而由幾何關(guān)系求得偏轉(zhuǎn)量.
解答 解:設(shè)粒子入射速度為v,磁場、電場同時存在時,粒子做直線運(yùn)動,所以,粒子速度不變,粒子受力平衡,即Bvq=qE;
撤去磁場后,粒子只受電場力作用,做類平拋運(yùn)動,所以,由水平方向運(yùn)動可得:D=vt,故運(yùn)動時間$t=\frac{D}{v}$,那么偏轉(zhuǎn)量$H=\frac{1}{2}•\frac{qE}{m}{t}^{2}=\frac{qE{D}^{2}}{2m{v}^{2}}$;
撤去電場后,粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動,故有$Bvq=\frac{m{v}^{2}}{R}$,所以,$R=\frac{mv}{qB}=\frac{m{v}^{2}}{qE}=\frac{{D}^{2}}{2H}$;
(1)當(dāng)D=8cm,H=3.2cm,粒子束在磁場里運(yùn)動的半徑$R=\frac{{D}^{2}}{2H}=20cm$,故由幾何關(guān)系可知偏移量$y=R-\sqrt{{R}^{2}-{D}^{2}}=20-4\sqrt{21}(cm)=1.7cm$;
(2)若條形區(qū)域?qū)挾葹镈,撤去磁場僅留電場時,粒子在豎直方向的偏轉(zhuǎn)量為H,則撤去電場僅留磁場時;
當(dāng)$R=\frac{{D}^{2}}{2H}<D$,即$H>\frac{1}{2}D$時,粒子從左側(cè)離開磁場,偏離量${y}_{1}=2R=\frac{{D}^{2}}{H}$;
當(dāng)$R=\frac{{D}^{2}}{2H}≥D$,即$H≤\frac{1}{2}D$時,粒子從右側(cè)離開磁場,偏轉(zhuǎn)量${y}^{2}=R-\sqrt{{R}^{2}-{D}^{2}}=\frac{{D}^{2}}{2H}[1-\sqrt{1-(\frac{2H}{D})^{2}}]$;
答:(1)當(dāng)D=8cm,H=3.2cm,粒子束在磁場里運(yùn)動,其豎直方向的偏移量為1.7cm;
(2)若條形區(qū)域?qū)挾葹镈,撤去磁場僅留電場時,粒子在豎直方向的偏轉(zhuǎn)量為H,則撤去電場僅留磁場時在豎直方向的偏轉(zhuǎn)量為$\frac{{D}^{2}}{2H}[1-\sqrt{1-(\frac{2H}{D})^{2}}]$.
點(diǎn)評 帶電粒子的運(yùn)動問題,加速電場一般由動能定理或勻加速運(yùn)動規(guī)律求解;偏轉(zhuǎn)電場由類平拋運(yùn)動規(guī)律求解;磁場中的運(yùn)動問題則根據(jù)圓周運(yùn)動規(guī)律結(jié)合幾何條件求解.
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 彈簧彈性勢能變化了$\sqrt{3}$mgL | |
B. | 圓環(huán)下滑到最大距離時,所受合力為零 | |
C. | 圓環(huán)重力勢能與彈簧彈性勢能之和保持不變 | |
D. | 彈簧彈性勢能與圓環(huán)重力勢能之和先增大后減小 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 在核反應(yīng)中,質(zhì)量守恒、電荷數(shù)守恒 | |
B. | 氫原子從n=6躍遷至n=2能級時輻射出頻率v1的光子,從n=5躍遷至n=2能級時輻射出頻率v2的光子,頻率為v1的光子的波長較大 | |
C. | 已知鈾238的半衰期為4.5×109年,地球的年齡約為45億年,則現(xiàn)在地球上存有的鈾238原子數(shù)量約為地球形成時鈾238原子數(shù)量的一半 | |
D. | β衰變能釋放出電子說明了原子核中有電子 |
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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:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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