高二物理磁場資料重難知識點解析及綜合能力精析-資料下載頁
2025-04-04 02:41本頁面
【正文】 量α能譜的重要儀器。磁譜儀的工作原理如圖所示，放射源S發(fā)出質(zhì)量為m、電量為q的α粒子沿垂直磁場方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，被限束光欄Q限制在2φ的小角度內(nèi)，α粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后打到與束光欄平行的感光片P上。（重力影響不計）⑴若能量在E～E＋ΔE（ΔE＞0，且）范圍內(nèi)的α粒子均垂直于限束光欄的方向進(jìn)入磁場。試求這些α粒子打在膠片上的范圍Δx1。⑵實際上，限束光欄有一定的寬度，α粒子將在2φ角內(nèi)進(jìn)入磁場。試求能量均為E的α 粒子打到感光膠片上的范圍Δx2 1在半徑為R的半圓形區(qū)域中有一勻強(qiáng)磁場，磁場的方向垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m，帶有電量q的粒子以一定的速度沿垂直于半圓直徑AD方向經(jīng)P點（AP＝d）射入磁場（不計重力影響）。 ⑴如果粒子恰好從A點射出磁場，求入射粒子的速度。⑵如果粒子經(jīng)紙面內(nèi)Q點從磁場中射出，出射方向與半圓在Q點切線方向的夾角為φ（如圖）。求入射粒子的速度。RAOPDQφ1兩平面熒光屏互相垂直放置，在兩屏內(nèi)分別取垂直于兩屏交線的直線為x軸和y軸，交點O為原點，如圖所示，在y＞0，0＜x＜a的區(qū)域有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，在y＞0，x＞a的區(qū)域有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，兩區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。在O點有一處小孔，一束質(zhì)量為m、帶電量為q（q＞0）的粒子沿x軸經(jīng)小孔射入磁場，最后扎在豎直和水平熒光屏上，使熒光屏發(fā)亮。入射粒子的速度可取從零到某一最大值之間的各種數(shù)值。已知速度最大的粒子在0＜x＜a的區(qū)域中運(yùn)動的時間與在x＞a的區(qū)域中運(yùn)動的時間之比為2∶5，在磁場中運(yùn)動的總時間為7T/12，其中T為該粒子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中作圓周運(yùn)動的周期。試求兩個熒光屏上亮線的范圍（不計重力的影響）。Oaxy參考答案一、選擇題：題號12345678910答案CBCAAADCBCDAD二．填空題：1電場強(qiáng)度 1qvB，NqvB 11：2 2：1三．計算與簡答：1 炮彈的加速度為： 炮彈做勻加速運(yùn)動，有： 解得：1（1）設(shè)α粒子以速度v進(jìn)入磁場，打在膠片上的位置距S的距離為x 圓周運(yùn)動 α粒子的動能 且 x＝2R 解得： 由上式可得： （2）動能為E的α粒子沿角入射，軌道半徑相同，設(shè)為R圓周運(yùn)動 α粒子的動能 由幾何關(guān)系得1⑴由于粒子在P點垂直射入磁場，故圓弧軌道的圓心在AP上，AP是直徑。 設(shè)入射粒子的速度為v1，由洛倫茲力的表達(dá)式和牛頓第二定律得：RAOPDQφO/R/ 解得：⑵設(shè)O/是粒子在磁場中圓弧軌道的圓心，連接O/Q，設(shè)O/Q＝R/。 由幾何關(guān)系得： 由余弦定理得： 解得： 設(shè)入射粒子的速度為v，由 解出：OaDC/PxNMCy1粒子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的半徑為： 速度小的粒子將在x＜a的區(qū)域走完半圓，射到豎直屏上。半圓的直徑在y軸上，半徑的范圍從0到a，屏上發(fā)亮的范圍從0到2a。軌道半徑大于a的粒子開始進(jìn)入右側(cè)磁場，考慮r＝a的極限情況，這種粒子在右側(cè)的圓軌跡與x軸在D點相切（虛線），OD＝2a，這是水平屏上發(fā)亮范圍的左邊界。速度最大的粒子的軌跡如圖中實線所示，它由兩段圓弧組成，圓心分別為C和C/，C在y軸上，由對稱性可知C/在x＝2a直線上。設(shè)t1為粒子在0＜x＜a的區(qū)域中運(yùn)動的時間，t2為在x＞a的區(qū)域中運(yùn)動的時間，由題意可知 解得： 由兩式和對稱性可得： ∠OCM＝60176。 ∠MC/N＝60176。 360176。＝150176。 所以 ∠NC/P＝150176。－60176。＝90176。 即為圓周，因此，圓心C/在x軸上。 設(shè)速度為最大值粒子的軌道半徑為R，由直角ΔCOC/可得 2Rsin60176。＝2a 由圖可知OP＝2a＋R，因此水平熒光屏發(fā)亮范圍的右邊界的坐標(biāo) 13
物理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1