(2012•渭南一模)从粒子源不断发射相同的带电粒子,初速可忽略不计,这些粒子经电场加速后,从M孔以平行于MN方向进入一

(2012•渭南一模)从粒子源不断发射相同的带电粒子,初速可忽略不计,这些粒子经电场加速后,从M孔以平行于MN方向进入一个边长为d的正方形的磁场区域MNQP,如图所示,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外,其中PQ的中点S开有小孔,外侧紧贴PQ放置一块荧光屏.当把加速电压调节为U时,这些粒子刚好经过孔S 打在荧光屏上,不计粒子的重力和粒子间的相互作用.请说明粒子的电性并求出粒子的比荷([q/m]).
siciby 1年前 已收到1个回答 举报

yongjing1314 幼苗

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解题思路:根据粒子偏转方向由左手定则判断出粒子的电性;先由动能定理求出粒子在电场中加速获得的速度,然后由几何知识确定出磁场中圆周运动的半径,由洛伦兹力提供向心力求出比荷.

粒子在磁场中运动轨迹如答图所示,其中O为轨迹的圆心.
由于受力沿MP边,由左手定则可知,粒子带正电.

粒子在电场中加速,由动能定理得:
qU=
1
2mv2,解得:v=

2qU
m ①
粒子进入磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,
由牛顿第二定律得:qvB=m
v2
r,解得:r=
mv
qB ②
根据粒子的运动轨迹,由几何知识可得:
在△OSP中:(d-r)2+(
d
2)2=r2,解得:r=
5d
8 ③
将③与①式代入②解得:[q/m=
128U
25B2d2].
答:粒子带正电,粒子的比荷[q/m]为:
128U
25B2d2.

点评:
本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动.

考点点评: 带电粒子在电场中加速通常用动能定理解决,带电粒子在磁场中的运动确定圆心画出轨迹是基础,重视数学方法在物理中的应用.

1年前

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