分析 (1)由動(dòng)能定理求出粒子經(jīng)電場加速后的速度,進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng),根據(jù)幾何關(guān)系求出半徑,聯(lián)立方程即可求解出電壓;
(2)根據(jù)最小動(dòng)能求出電壓的最小值,由(1)得出的電壓表達(dá)式求出最小半徑,考慮到粒子要打到熒光屏上,再根據(jù)幾何關(guān)系求出最大半徑,進(jìn)而得出發(fā)光區(qū)域長度
解答 解:(1)質(zhì)子經(jīng)電場加速,由動(dòng)能定理$qU=\frac{1}{2}m{v}_{\;}^{2}$-0
進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),有$qvB=m\frac{{v}_{\;}^{2}}{r}$
聯(lián)立解得$U=\frac{q{B}_{\;}^{2}{r}_{\;}^{2}}{2m}$
從點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)到x=0.4m處,圓周運(yùn)動(dòng)半徑r=o.2m
代入數(shù)據(jù)解得${U}_{1}^{\;}=200V$
(2)由題意,當(dāng)${E}_{kmin}^{\;}=288eV$時(shí)對應(yīng)電場力做功最小值$q{U}_{min}^{\;}$,則${U}_{min}^{\;}=288V$
根據(jù)$U=\frac{q{r}_{\;}^{2}{B}_{\;}^{2}}{2m}$得${r}_{min}^{\;}=0.24m$
對應(yīng)${x}_{1}^{\;}=2{r}_{min}^{\;}=0.48m$
${x}_{2}^{\;}=0.6m$,經(jīng)檢驗(yàn):此時(shí)質(zhì)子已經(jīng)穿出磁場邊界線,不能打到熒光屏上了,以磁場邊界計(jì)算,有${r}_{max}^{\;}=L=0.25m$,即${x}_{2}^{\;}=2{r}_{max}^{\;}=0.5m$
能夠發(fā)光的區(qū)域長度$△x={x}_{2}^{\;}-{x}_{1}^{\;}=0.02m$
答:(1)要使質(zhì)子能打在熒光屏上,加速電壓的最小值是200V
(2)當(dāng)使質(zhì)子打中熒光屏?xí)r的動(dòng)能超過288eV.可使熒光材料發(fā)光,對于不同的加速電壓,熒光屏上能夠發(fā)光的區(qū)域長度是0.02m
點(diǎn)評(píng) 本題是帶電粒子在組合場中運(yùn)動(dòng)的問題,關(guān)鍵是分析粒子的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況,用力學(xué)的方法處理.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | B. | C. | D. |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 小球在第2 s末的速度是8 m/s | |
B. | 小球在第5 s內(nèi)的平均速度是3.6 m/s | |
C. | 小球在第4 s內(nèi)的位移比第5 s內(nèi)的位移少5 m | |
D. | 小球在5 s內(nèi)的總位移是50 m |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 初速度v0的大小為2.5 m/s | |
B. | 加速度a的大小為1 m/s2 | |
C. | 位移x3的大小為0.25 m | |
D. | 位移x3內(nèi)的平均速度大小為0.75 m/s |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | V0=$\frac{V}{{N}_{A}}$ | B. | V=$\frac{M}{ρ}$ | C. | m0=$\frac{M}{{N}_{A}}$ | D. | ρ=$\frac{M}{{N}_{A}{V}_{0}}$ |
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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 在Q點(diǎn)時(shí),衛(wèi)星1和衛(wèi)星2受到的地球引力一定相同 | |
B. | 在P點(diǎn)時(shí),衛(wèi)星2和衛(wèi)星3具有相同的加速度 | |
C. | 衛(wèi)星1在Q的線速度小于衛(wèi)星2在Q點(diǎn)的線速度 | |
D. | 衛(wèi)星2在P、Q兩點(diǎn)的線速度大小相同 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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