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.如图15-7-8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=0.60 T.磁场内有一块平面感光直板ab,板面与磁场方向平行.在距ab的距离为t=16 cm处,有一个点状的α放射源S,它向各个方向发射α粒子,α粒子的速度都是v=3.0×106 m/s.已知α粒子的电荷与质量之比=5.0×107 C/kg.现只考虑在图纸平面中运动的α粒子,求ab上被α粒子打中的区域的长度.(α粒子带正电)

图15-7-8

20 cm


解析:

α粒子带正电,故在磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动,用R表示轨道半径,有qvB=

由此得R=

代入数值得R=10 cm  可见,2R>l>R

因朝不同方向发射的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与Q点,过Q作ab的垂线,它与ab的交点即为P1.

由图中几何关系得:NP1= 

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NP2=

所求长度为  P1P2=NP1+NP2

代入数值得  P1P2=20 cm.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

某同学用图14-7-11所示电路,测绘标有“3.8 V  0.3 A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象.

图14-7-11

(1)除了导线和开关外,有以下一些器材可供选择:

电流表:A1(量程100 mA,内阻约2 Ω);A2(量程0.6 A,内阻约0.3 Ω);

电压表:V1(量程5 V,内阻约5 kΩ);V2(量程15 V,内阻约15 kΩ);?

滑动变阻器:R1(阻值范围0~10 Ω);R2(阻值范围0~2 kΩ);

电源:E1(电动势为1.5 V,内阻约为0.2 Ω);E2(电动势为4 V,内阻约为0.04 Ω)?.

为了调节方便,测量准确,实验中应选用电流表________,电压表_______,滑动变阻器_______,电源_______.(填器材的符号)

(2)根据实验数据,计算并描绘处RU的图象如图14-7-12所示,由图象可知,此灯泡在不工作时,灯丝电阻为_______Ω;当所加电压为3.00 V时,灯丝电阻为_______Ω,灯泡实际消耗的电功率为_______W.

图14-7-12

(3)根据P-U图象,可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系.符合该关系的示意图是图14-7-13中的_______.

图14-7-13

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科目:高中物理 来源: 题型:

在倾角θ=30°的斜面上,固定一金属框,宽L=0.25 m.接入电动势E=12 V、内阻不计的电池.垂直框面放有一根质量m=0.2 kg的金属棒ab,它与框架的动摩擦因数μ=,整个装置放在磁感应强度B=0.8 T、垂直框面向上的匀强磁场中,如图15-7-7所示.当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时,可使金属棒静止在框架上?(框架与棒的电阻不计,g取10 m/s2

15-7-7

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图15-7-8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=0.60 T.磁场内有一块平面感光直板ab,板面与磁场方向平行.在距ab的距离为t=16 cm处,有一个点状的α放射源S,它向各个方向发射α粒子,α粒子的速度都是v=3.0×106 m/s.已知α粒子的电荷与质量之比=5.0×107 C/kg.现只考虑在图纸平面中运动的α粒子,求ab上被α粒子打中的区域的长度.(α粒子带正电)

15-7-8

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在倾角θ=30°的斜面上,固定一金属框,宽L=0.25 m.接入电动势E=12 V、内阻不计的电池.垂直框面放有一根质量m=0.2 kg的金属棒ab,它与框架的动摩擦因数μ=,整个装置放在磁感应强度B=0.8 T、垂直框面向上的匀强磁场中,如图15-7-7所示.当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时,可使金属棒静止在框架上?(框架与棒的电阻不计,g取10 m/s2

图15-7-7

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