十四種復(fù)習(xí)(帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動)有答案(編輯修改稿)
2025-07-04 17:07 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 3所示為一質(zhì)譜儀的構(gòu)造原理示意圖，整個裝置處于真空環(huán)境中，離子源N可釋放出質(zhì)量相等、電荷量均為q（q＞0）的離子。離子的初速度很小，可忽略不計。離子經(jīng)SS2間電壓為U的電場加速后，從狹縫S3進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場中，沿著半圓運(yùn)動到照相底片上的P點(diǎn)處，測得P到S3的距離為x。求：（1）離子經(jīng)電壓為U的電場加速后的動能；（2）離子在磁場中運(yùn)動時的動量大?。唬?）離子的質(zhì)量。6．（共9分）（1）設(shè)離子經(jīng)SS2間電壓為U的電場加速后動能為Ek，根據(jù)動能定理 Ek=qU………………………………………………………………………2分（2）設(shè)離子進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動速率為v，半徑為R，離子質(zhì)量為m。洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律 ①…………………………1分又因 R=x ②………………………………………………………………………………1分由①②兩式解得離子在磁場中運(yùn)動時的動量大小 p=mv=xBq…………………………2分（3）對于離子經(jīng)電壓U加速過程，根據(jù)動能定理 ③………………………1分聯(lián)立①②③，解得m=……………………………………………………………………2分7．（11分）1897年湯姆生通過對陰極射線的研究，發(fā)現(xiàn)了電子，從而使人們認(rèn)識到原子是可分的。湯姆生當(dāng)年用來測定電子比荷（電荷量e與質(zhì)量m之比）的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，真空玻璃管內(nèi)C、D為平行板電容器的兩極，圓形陰影區(qū)域內(nèi)可由管外電磁鐵產(chǎn)生一垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，圓形區(qū)域的圓心位于C、D中心線的中點(diǎn)，直徑與C、D的長度相等。已知極板C、D的長度為L1，C、D間的距離為d，極板右端到熒光屏的距離為L2。由K發(fā)出的電子，經(jīng)A與K之間的高電壓加速后，形成一束很細(xì)的電子流，電子流沿C、D中心線進(jìn)入板間區(qū)域。若C、D間無電壓，則電子將打在熒光屏上的O點(diǎn)；若在C、D間加上電壓U，則電子將打在熒光屏上的P點(diǎn)，P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為h；若再在圓形區(qū)域內(nèi)加一方向垂直于紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，則電子又打在熒光屏上的O點(diǎn)。不計重力影響。 （1）求電子打在熒光屏O點(diǎn)時速度的大小。 （2）推導(dǎo)出電子比荷的表達(dá)式。 （3）利用這個裝置，還可以采取什么方法測量電子的比荷？ODPA＋C＋K－－L1L2h7．（11分）解：（1）加上磁場后，電子所受電場力與洛侖茲力相等，電子做勻速直線運(yùn)動，則 【1分】又 【1分】即 【1分】（2）若在兩極板間加上電壓U電子在水平方向做勻速運(yùn)動，通過極板所需的時間為 【1分】 電子在豎直方向做勻加速運(yùn)動，加速度為 【1分】在時間t1內(nèi)垂直于極板方向豎直向下偏轉(zhuǎn)的距離為 【1分】離開極板區(qū)域時豎直向下的分速度為 vy=at1 【1分】電子離開極板區(qū)域后做勻速直線運(yùn)動，經(jīng)t2時間到達(dá)熒光屏， 在時間t2內(nèi)向下運(yùn)動的距離為
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