分析 (1)先畫出O點(diǎn)射入磁場的電子在磁場中的運(yùn)動軌跡,結(jié)合幾何關(guān)系求解軌道半徑,然后根據(jù)牛頓第二定律列式求解比荷;
(2)從(0,-$\frac{4}{3}a$)位置進(jìn)入磁場的電子恰好由O點(diǎn)過y軸,不受電場力,沿x軸正方向做直線運(yùn)動;從O點(diǎn)射入磁場的電子(0,$\frac{2}{3}a$)的位置進(jìn)入勻強(qiáng)電場,電子進(jìn)入電場后做類平拋運(yùn)動,離開電場后做勻速直線運(yùn)動,根據(jù)類似平拋運(yùn)動的分運(yùn)動公式列式求解.
解答 解:(1)從O點(diǎn)射入磁場的電子在磁場中的運(yùn)動軌跡如圖所示,由幾何關(guān)系有:
$r+\frac{r}{sin30°}=a$ ①
解得:
$r=\frac{a}{3}$ ②
電子在磁場中運(yùn)動時,洛倫茲力等于向心力,即:
$eB{v}_{0}=m\frac{{v}_{0}^{2}}{r}$ ③
由②③解得電子比荷:
$\frac{e}{m}=\frac{3{v}_{0}}{Ba}$ ④
(2)由電子的軌道半徑可判斷,從O點(diǎn)射入磁場的電子(0,$\frac{2}{3}a$)的位置進(jìn)入勻強(qiáng)電場,電子進(jìn)入電場后做類平拋運(yùn)動,有:
2r=$\frac{eE}{2m}{t}^{2}$ ⑤
x=v0t ⑥
聯(lián)立②④⑤⑥,將E=Bv0代入解得:
x=$\frac{2}{3}a$ ⑦
設(shè)該電子穿過x軸時速度與x軸正方向成θ角,則:
${v}_{y}=\frac{eE}{m}t$ ⑧
tanθ=$\frac{{v}_{y}}{{v}_{0}}$ ⑨
解得:tanθ=2 ⑩
設(shè)該電子打在熒光屏上的Q點(diǎn),Q點(diǎn)離x軸的距離為L,則:
L=(x0-x)tanθ=$\frac{4}{3}a$⑪
即電子打在熒光屏上離x軸的最遠(yuǎn)距離為:
L=$\frac{4}{3}a$
而從(0,-$\frac{4}{3}a$)位置進(jìn)入磁場的電子恰好由O點(diǎn)過y軸,不受電場力,沿x軸正方向做直線運(yùn)動,打在熒光屏與x軸相交的點(diǎn)上,所以熒光屏上在y坐標(biāo)分別為0、-$\frac{4}{3}a$的范圍內(nèi)出現(xiàn)一條長亮線;
答:(1)電子的比荷為$\frac{3{v}_{0}}{Ba}$;
(2)若在xOy坐標(biāo)系的第Ⅰ象限加上沿y軸正方向、大小為E=Bv0的勻強(qiáng)電場,在x0=$\frac{4}{3}$a處垂直于x軸放置一熒光屏,則熒光屏上在y坐標(biāo)分別為0、-$\frac{4}{3}a$的范圍內(nèi)出現(xiàn)一條長亮線.
點(diǎn)評 本題關(guān)鍵是明確電子的受力情況和運(yùn)動情況,畫出臨界軌跡,然后結(jié)合類似平拋運(yùn)動的分運(yùn)動公式、牛頓第二定律、幾何關(guān)系列式求解,不難.
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 木塊上滑的時間與下滑的時間相等 | |
B. | 木塊在上滑過程中與下滑過程中摩擦力的平均功率相等 | |
C. | 木塊在上滑過程中與下滑過程中合力做功的絕對值相等 | |
D. | 木塊在上滑過程中與下滑過程中機(jī)械能的變化量相等 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 亞里士多德認(rèn)為,必須有力作用在物體上,物體才能運(yùn)動;沒有力的作用,物體將靜止 | |
B. | 牛頓站在“巨人”的肩上,發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律,并且利用萬有引力定律首次計(jì)算出了地球的質(zhì)量 | |
C. | 法拉第發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),即電流可以在其周圍產(chǎn)生磁場 | |
D. | 麥克斯韋首先提出了場的觀點(diǎn),并創(chuàng)立了完整的電磁場理論 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 若已知嫦娥三號環(huán)月段圓軌道的半徑、運(yùn)動周期和引力常量,則可算出月球的密度 | |
B. | 嫦娥三號由環(huán)月段圓軌道變軌進(jìn)入環(huán)月段橢圓軌道時,應(yīng)讓發(fā)動機(jī)點(diǎn)火使其減速 | |
C. | 嫦娥三號在環(huán)月段橢圓軌道上P點(diǎn)的速度大于Q點(diǎn)的速度 | |
D. | 嫦娥三號在動力下降階段,其引力勢能減小 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 900m/s | B. | 80m/s | C. | 12m/s | D. | 1200m/s |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 沿虛線d切開,A帶負(fù)電,B帶正電,且QB>QA | |
B. | 只有沿虛線b切開,才有A帶正電,B帶負(fù)電,并QA=QB | |
C. | 沿虛線a切開,A帶正電,B帶負(fù)電,且QB>QA | |
D. | 沿任意一條虛線切開,都有A帶正電,B帶負(fù)電,且QA=QB |
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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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