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如图所示,一种β射线管由平行金属板A、B和平行于金属板的细管C组成,放射源S在A...

如图所示,一种β射线管由平行金属板A、B和平行于金属板的细管C组成,放射源S在A极板左端,可以向各个方向发射不同速度的β粒子.若金属板长为L,金属板间距为manfen5.com 满分网L,细管C与两金属板等距,已知β粒子电荷量为-e,质量为m.求:
(1)当A、B板间加上垂直纸面向外的磁感应强度为B的匀强磁场时,能从细管C水平射出β粒子速度大小;
(2)当A、B板间加电压U时,放射源S射出的β粒子速度大小为多少时,才难从细管C水平射出.

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(1)加匀强磁场B时,粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据几何关系及洛伦兹力提供向心力公式即可求解; (2)当A、B板加上电压U时,只有某一速度的电子能从细管C水平射出,逆过来看,该粒子做类平抛运动,通过类平抛运动求出粒子的末速度,即为放射源O发射出的电子的速度. 【解析】 (1)加匀强磁场B时,粒子在磁场中做匀速圆周运动,如图,圆心在O点, 由几何知识得:① 洛伦兹力提供向心力     ② 由①②整理得  (2)加电压U,A、B板间为匀强电场.β粒子从放射源S发射, 从细管C水平射出的逆过程为类平抛运动,设β粒子从放射源 S发射的速度为v,从细管C水平射出的速度为v,则 水平方向    x=L=vt 竖直方向     联立以上各式求得 根据动能定理得  ⑦ 代入v值求得    答:(1)当A、B板间加上垂直纸面向外的磁感应强度为B的匀强磁场时,能从细管C水平射出β粒子速度大小为; (2)当A、B板间加电压U时,放射源S射出的β粒子速度大小为时,才难从细管C水平射出.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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