如图所示,在厚铅板A表面中心放置一很小的放射源,可向各个方向放射出速率为v0的α粒子(质量为m、电荷量为q),在金属网B与A板间加有竖直向上的匀强电场,场强为E
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如图所示,在厚铅板A表面中心放置一很小的放射源,可向各个方向放射出速率为v0的α粒子(质量为m、电荷量为q),在金属网B与A板间加有竖直向上的匀强电场,场强为E
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如图所示,在厚铅板A表面中心放置一很小的放射源,可向各个方向放射出速率为v0的α粒子(质量为m、电荷量为q),在金属网B与A板间加有竖直向上的匀强电场,场强为E,A与B间距为d,B网上方有一很大的荧光屏M,M与B间距为L.当有α粒子打在荧光屏上时就能使荧光屏产生一闪光点,整个装置放在真空中,不计重力的影响.试分析:
(1)打在荧光屏上的α粒子具有的动能有多大?
(2)荧光屏上闪光点的范围有多大?
(3)在实际应用中,往往是放射源射出的α粒子的速率未知.请设计一个方案,用本装置来测定α粒子的速率.
答案
(1)qEd+
mv02
(2)
(3)见解析
解析
(1)qEd=EkB-
mv02得EkB=qEd+
mv02.
(2)α粒子初速度与电场方向垂直时,做类平抛运动,沿场强方向:a=qE/m.d=
at2,得到达B板的时间t1=
粒子具有沿场强方向的速度vBy=at=
.从B板到M板所用时间为
t2=
=
·
.
粒子运动总时间t=t1+t2=
,荧光屏上闪光范围是个圆,其半径
R=v0t=
.
(3)测出荧光屏上闪光范围的半径R,v0=
.或将AB间电场反向,调节电场强度,当荧光屏上闪光消失时,α粒子初动能完全用来克服电场力做功,
mv02=qE′d得v0=
举一反三
M、N为正点电荷Q的电场中某直线上的两点,距Q的距离如图所示,一试验电荷q在Q的作用下沿该直线由M向Q做加速运动.下列相关说法中正确的是( )
A.试验电荷q带正电
B.试验电荷q在N点的加速度是在M点加速度的4倍
C.N点电场强度是M点电场强度的2倍
D.试验电荷q在N点的电势能比在M点的电势能大
题型:不详
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如图9-37-29所示,水平地面上方分布着水平向右的匀强电场.一“
L
”形的绝缘硬质管竖直固定在匀强电场中.管的水平部分长为
l
1
=0.2m,离水平面地面的距离为
h
=5.0m,竖直部分长为
l
2
=0.1m.一带正电的小球从管的上端口
A
由静止释放,小球与管间摩擦不计且小球通过管的弯曲部分(长度极短可不计)时没有能量损失,小球在电场中受到的电场力大小为重力的一半.求:
小题1:小球运动到管口
B
时的速度大小;
小题2:小球着地点与管的下端口
B
的水平距离.(
g
=10m/s
2
)
题型:不详
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图中实线为电场线的分布特点,虚线是一带电粒子从电场中的
点运动到
点的运动轨迹。不计粒子所受重力,下列说法正确的是( )
A.粒子带负电
B.粒子的动能一直增大
C.粒子的加速度一直减小
D.粒子的电势能一直减少
题型:不详
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.绝缘细绳的一端固定在天花板上,另一端连接着一个带负电的电量为
q
、质量为
m
的小球,当空间中有水平方向的匀强电场后,长为L的绳稳定在与竖直方向成θ=30
0
角的A位置,如图所示。求:
小题1:匀强电场的场强
E
;
小题2:将小球从O点由静止释放,则到A处时电场力做的功为多少?
小题3:小球由静止从O点运动到A点过程中,电势能减少了多少?
题型:不详
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如图所示,在虚线DF的右侧整个空间存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感强度B=0.5特,其中在矩形区域DFGH内还分布有水平向左的匀强电场。绝缘光滑斜面倾角θ=60°,其末端与边界DF交于C点,一带正电的小球质量为m=2×10
—3kg
,从距C点高H=0.8米处的A点由静止释放,离开斜面后,从C点进入DFGH区域后恰能沿直线运动最后从边界HG上的M点进入磁场,取g=10m/s
2
,求:
(1)小球滑到C点时速度。
(2)电场强度的大小。
(3)如果小球从M点进入磁场后能经过图中的N点,已知MN两点竖直高度差h=0.45米,求小球经过N点时的速度大小。
题型:不详
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