分析 (1)粒子在區(qū)域Ⅱ中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,只受電場(chǎng)力作用,電場(chǎng)力做正功,利用動(dòng)能定理和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可解的加速電壓和離子的加速度大小.
(2)因電子在I區(qū)內(nèi)不與器壁相碰且能到達(dá)的區(qū)域越大,電離效果越好,所以可知電子應(yīng)為逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)幾何關(guān)系分析出離子運(yùn)功的最大軌道半徑,洛倫茲力提供向心力,結(jié)合牛頓第二定律可計(jì)算出離子的最大速度.
(3)畫出軌跡圖,通過(guò)幾何關(guān)系解出軌道的最大半徑,再結(jié)合洛倫茲力提供向心力列式,即可得出射出的電子最大速率vM與α的關(guān)系.
解答 解:(1)由動(dòng)能定理得12Mv2M=eU
U=Mv2M2e
離子做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系得:v2M=2aL,
得a=eEM=eUML=v2M2L
(2)設(shè)電子運(yùn)動(dòng)的最大半徑為r,由幾何關(guān)系得:
2r=32R
由洛倫茲力提供向心力得:eBv=mv2r
所以有v0≤v<3eBR4m
要使⑦式有解,磁感應(yīng)強(qiáng)度B>4mv03eR
(3)如圖所示,OA=R-r,OC=R2,AC=r
根據(jù)幾何關(guān)系得r=\frac{3R}{4(2-sinα)}
得vmax=\frac{3eBR}{4m(2-sinα)}.
答:(1)Ⅱ區(qū)的加速電壓是\frac{M{v}_{M}^{2}}{2e},離子的加速度大小是\frac{{v}_{M}^{2}}{2L};
(2)α為90°時(shí),要取得好的電離效果,射出的電子速率v的范圍是v0≤v<\frac{3eBR}{4m} 且磁感應(yīng)強(qiáng)度B>\frac{4m{v}_{0}}{3eR};
(3)要取得好的電離效果,求射出的電子最大速率vm與α的關(guān)系是vmax=\frac{3eBR}{4m(2-sinα)}.
點(diǎn)評(píng) 該題的文字?jǐn)⑹鲚^長(zhǎng),要求要快速的從中找出物理信息,創(chuàng)設(shè)物理情境;平時(shí)要注意讀圖能力的培養(yǎng),以及幾何知識(shí)在物理學(xué)中的應(yīng)用,解答此類問(wèn)題要有畫草圖的習(xí)慣,以便有助于對(duì)問(wèn)題的分析和理解;再者就是要熟練的掌握帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期和半徑公式的應(yīng)用.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 圓環(huán)機(jī)械能守恒 | |
B. | 彈簧的彈性勢(shì)能先增大后減小再增大 | |
C. | 彈簧的彈性勢(shì)能變化了mgh | |
D. | 彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)圓環(huán)動(dòng)能最大 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的核裂變反應(yīng) | |
B. | 湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子,表明原子具有核式結(jié)構(gòu) | |
C. | 一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng),是因?yàn)樵撌獾念l率小于該種金屬的極限頻率 | |
D. | 按照玻爾理論,氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí),電子的動(dòng)能減小,原子總能量減小 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | G\frac{Mm}{{(2R)}^{2}} | B. | \frac{g}{4} | C. | G\frac{M}{2R} | D. | \frac{g}{2} |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 上拋球的速率最大 | B. | 下拋球的速率最大 | ||
C. | 平拋球的速率最大 | D. | 三球的速率一樣大 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 環(huán)所在處的感生電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為\frac{kr}{2} | |
B. | 小球在環(huán)上受到的電場(chǎng)力為kqr | |
C. | 若小球只在感生電場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng),則其運(yùn)動(dòng)的加速度為\frac{2πkqr}{m} | |
D. | 若小球在環(huán)上運(yùn)動(dòng)一周,則感生電場(chǎng)對(duì)小球的作用力所做的功大小是πr2qk |
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