如图所示:真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于图中纸面向里,磁感应强度的大小B=0.6T,磁场内有一个平面感光...
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如图所示:真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于图中纸面向里,磁感应强度的大小B=0.6T,磁场内有一个平面感光板ab板面与磁场方向平行。在距ab的距离为L=16cm处有一个点状α放*源S,它向各个方向发*α粒子,粒子的速度都是v=3.0×106m/s.已知α粒子的电荷量与质量之比q/m=5.0×107C/kg.现只考虑到图纸平面中运动的粒子,求:
(1)α粒子的轨道半径和做匀速圆周运动的周期。
(2) ab板上被α粒子打中的区域长度。
【回答】
解:α粒子带正电,故在磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动,2分
用R表示轨道半径,有 ① 3分 由此得 2分 代入数值得R=10cm,可见:2R>L>R 2分 因朝不同方向发*的α粒子的圆轨迹都过S,由此可知,某一圆轨迹在图中N左侧与ab相切,
则此切点P1就是α粒子能打中的左侧最远点。为定出P1点的位置,可作平行于ab的直线cd,
cd到ab的距离为R,以S为圆心,R为半径,作弧交cd于Q点,过Q作ab的垂线,
它与ab的交点即为P1 ② 3分 再考虑N的右侧,任何α粒子在运动中离S的距离不可能超过2R,以2R为半径、S为圆心作圆,
交ab于N右侧的P2点,此即右侧能打到的最远点。
由图中几何关系得 ③ 3分 所求长度为 ④2分 代入数值得P1P2=20cm ⑤ 2分
知识点:质谱仪与回旋加速器
题型:计算题
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