初速度为零的带正电荷的粒子经AB间电场加速后,从B板的小孔射出

初速度为零的带正电荷的粒子经AB间电场加速后,从B板的小孔射出,当带电粒子到达P点时,长方形abcd区域内立即出现磁感应强度B=4.0 T,方向与纸面垂直并交替变化的磁场(时而垂直纸面向外,时而垂直纸面向内,每1.57×10-2s变化一次,粒子到达P点时磁场方向垂直纸面向外。在O处有一静止中性粒子,垂直平分ab、cd,ab=cd=1.6 m, PO=3.0 m,带电粒子比荷q/m=50 C·kg-1,重力不计。试求(极板A、B平行于ad,π≈3.14)

(1)加速电压U=100 V时,带电粒子能否与中性粒子相碰,画出它的轨迹;

(2)欲使带电粒子能与中性粒子相碰,加速电压U的最大值为多少?

答案

(1)经电场加速后,设带电粒子到达P点时速度v,则=qU

v==100 m/s

    此时,磁场出现,粒子仅受洛伦兹力作用,做匀速圆周运动,其运动半径r和周期T分别为

r==0.5 m

T==3.14×10-2s

    由1.57×10-2 s即T/2,磁场反向,而粒子此时刚好到达PO直线上。可见粒子运动具有周期性。

因为PO=3.0 m=3×2×0.5 m

所以粒子可与中性粒子相碰,轨迹如图。

(2)欲使粒子能与中性粒子相碰,带电粒子做圆周运动的半径R应满足K·2R=PO(K为自然数)且R≤ab/2=0.8 m

故R=0.75 m,v≤150 m/s

所以U=≤225 V,即最大加速电压为225 V。

答案:(1)相碰  (2)225 V

相关题目

你能找出下面每组中字形全对的一项吗(2分)( ) A、浣妆
你能找出下面每组中字形全对的一项吗(2分)( ) A、浣妆 疑望 谛听 飘渺    B、玲珑 眩目 勾勒 潸然 C、悬崖 斑斓 摇曳 深堪    D、调合 娴熟 颠
春秋时期,晋国国君将耿、魏两地分封给异姓大夫赵氏、毕
春秋时期,晋国国君将耿、魏两地分封给异姓大夫赵氏、毕氏,使赵魏两国得以建立。这种现象反映了①旧有的统治秩序被打乱②周王室逐渐失去了天
生活在我国四大牧区的主要少数民族是 A.蒙古族、藏族、壮
生活在我国四大牧区的主要少数民族是 A.蒙古族、藏族、壮族 B.哈萨克族、蒙古族、藏族 C.蒙古族、维吾尔族、回族 D.藏族、哈萨克族、白族
下列词语中有错别字的一项是()(2 分)A.浩瀚无垠不屑置辩
下列词语中有错别字的一项是()(2 分)A.浩瀚无垠不屑置辩吹毛求疵郑重其事B.曲径通幽抑扬顿措不计其数委曲求全C.惟妙惟肖地大物博络绎不绝意
现有10张奖券,其中两张有奖,甲、乙、丙依次各抽一张,求:(1
现有10张奖券,其中两张有奖,甲、乙、丙依次各抽一张,求:(1)乙中奖的概率;(2)三人中恰有一人中奖的概率.
豌豆未成熟豆荚绿色对黄色是显性,让杂合体绿色豆荚豌豆
豌豆未成熟豆荚绿色对黄色是显性,让杂合体绿色豆荚豌豆的雌蕊接受黄色豆荚豌豆的花粉,所结出数十个豆荚的颜色应是(    ) A.全部为绿色   
下图表示某生物(甲)细胞处于有丝分裂各阶段细胞核中DNA
下图表示某生物(甲)细胞处于有丝分裂各阶段细胞核中DNA和细胞质中m RNA含量变化,以及细胞周期各阶段的时长,请回答下列问题: (1)b表示分裂
阅读下面文段,按要求回答问题: “美是到处都有的,对于
阅读下面文段,按要求回答问题: “美是到处都有的,对于我们的眼睛,不是缺少美,______________。” 填人划横线部分最恰当的一项是: A.就是缺

最新题目