如图16(a)所示.左为某同学设想的粒子速度选择装置.由水平转轴及两个薄盘N1.N2构成.两盘面平行且与转轴垂直.相距为L.盘上各开一狭缝.两狭缝夹角可调,右为水平放置的长为d的感光板.板的正上方有一匀强磁场.方向垂直纸面向外.磁感应强度为B.一小束速度不同.带正电的粒子沿水平方向射入N1.能通过N2的粒子经O点垂直进入磁场. O到感光板的距离为.粒子电荷量为q,质量为m.不计重力. (1)若两狭缝平行且盘静止.某一粒子进入磁场后.竖直向下打在感光板中心点M上.求该粒子在磁场中运动的时间t, (2)若两狭缝夹角为 .盘匀速转动.转动方向如图16(b).要使穿过N1.N2的粒子均打到感光板P1P2连线上.试分析盘转动角速度的取值范围(设通过N1的所有粒子在盘转一圈的时间内都能到达N2). 解: (1)分析该粒子轨迹圆心为P1.半径为.在磁场中转过的圆心角为.因而运动时间为: (2)设粒子从N1运动到N2过程历时为t.之后在磁场中运行速度大小为v.轨迹半径为R则: 在粒子匀速过程有: L=vt ① 粒子出来进入磁场的条件: ② 在磁场中做匀速圆周运动有: ③ 设粒子刚好过P1点.P2点时轨迹半径分别为:R1.R2则: ④ ⑤ ⑥ 由①-⑥得: 【
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