分析 (1)質(zhì)子在磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律可以求出質(zhì)子的速度.
(2)質(zhì)子在磁場中做勻速圓周運動,在電場中類平拋運動,分別求出質(zhì)子在電場中的運動時間.由動能定理即可求得質(zhì)子到達M板的動能.
解答 解:(1)質(zhì)子在磁場中做勻速圓周運動,由牛頓第二定律得:
evB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,解得:v=$\frac{eBr}{m}$;
(2)質(zhì)子進入MN兩板間,在0到$\frac{T}{2}$時間內(nèi)不受電場力作用,做勻速直線運動,t1=$\frac{T}{2}$
質(zhì)子在$\frac{T}{2}$到T內(nèi)受電場力作用,電場力:F=eE=$\frac{eU}{2r}$,質(zhì)子做類平拋運動,
由牛頓第二定律得:a=$\frac{F}{m}$=$\frac{eU}{2mr}$,已知:U=$\frac{16m{r}^{2}}{e{T}^{2}}$
在水平方向上質(zhì)子做勻加速運動,有:x=r=$\frac{1}{2}$at22,解得:t2=$\frac{T}{2}$
則從進入M、N兩板間開始計時,質(zhì)子到達M板的時間:t=t1+t2=T;
質(zhì)子在兩板間偏轉(zhuǎn)過程,由動能定理得
e$•\frac{U}{2}$=Ek-$\frac{1}{2}m{v}^{2}$
解得 Ek=$(\frac{8m}{{T}^{2}}+\frac{{e}^{2}{B}^{2}}{2m}){r}^{2}$
答:
(1)質(zhì)子進入磁場時的速度大小是$\frac{eBr}{m}$;
(2)從進入M、N兩板間開始計時,質(zhì)子到達M板的時間為T,動能為$(\frac{8m}{{T}^{2}}+\frac{{e}^{2}{B}^{2}}{2m}){r}^{2}$.
點評 本題考查了質(zhì)子的在電場與磁場中的運動,分析清楚質(zhì)子的運動過程是正確解題的前提與關(guān)鍵,分析清楚質(zhì)子運動過程后,應(yīng)用牛頓第二定律、運動的合成與分解、類平拋運動規(guī)律即可正確解題.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 下滑過程中的最大速度為4m/s | |
B. | 加速與減速過程的時間之比為1:2 | |
C. | 加速與減速過程中平均速度大小之比為1:1 | |
D. | 加速與減速過程的位移之比為1:4 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 電壓表示數(shù)變小 | B. | 電流表示數(shù)變大 | ||
C. | a點的電勢降低 | D. | 電容器C所帶電荷量增多 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 上升的最大高度20 m | B. | 位移大小為40 m | ||
C. | 速度變化量的方向豎直向下 | D. | 平均速度為10 m/s |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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