| 洛伦兹力 题目答案及解析

稿件来源:高途

| 洛伦兹力题目答案及解析如下,仅供参考!

选修3-1

第三章 磁场

3.5 运动电荷在磁场中受到的力

洛伦兹力

如图所示为一质谱仪的工作原理示意图,其中速度选择器内的磁场磁感应强度大小为$B_{1}$、方向垂直纸面向里,两竖直放置极板之间存在一定的电势差,板间距离为$d$$O$处为一粒子源,发射一带正电粒子以速度$v$恰能沿直线通过速度选择器,并从$A$孔垂直于磁场方向射入磁感应强度大小为$B_{2}$、方向垂直纸面向外的匀强磁场中,运动半周后打在照相底片上的$C$点,测得$AC$长度为$L$。不计粒子重力,求:

速度选择器两极板间的电势差$U$

[["

$U=dvB_{1}$

"]]

根据平衡可知$qvB_{1}=qE$

且有$E=\dfrac{U}{d}$

解得$U=dvB_{1}$

粒子的比荷及其在$B_{2}$磁场中的运动时间;

[["

$\\dfrac{q}{m}=\\dfrac{2v}{B_{2}L}$$t=\\dfrac{\\pi L}{2v}$

"]]

由图可知$L=2R$

根据洛伦兹力提供向心力$qvB_{2}=\dfrac{mv^{2}}{R}$

解得$\dfrac{q}{m}=\dfrac{2v}{B_{2}L}$

根据

$l=\pi R$$t=\dfrac{l}{v}$

解得$t=\dfrac{\pi L}{2v}$

该粒子有一种同位素,质量是该粒子的$\dfrac{7}{6}$倍,两种粒子带电量相同。从$O$处连续射出多个这两种粒子,速度范围均为$0.9v ∼ 1.2v$,粒子之间作用力忽略不计,若撤去速度选择器,求照相底片上两种粒子落点重叠区域的宽度。

[["

$0.15L$

"]]

撤去速度选择器,对该粒子$qv_{1}B_{2}=\dfrac{mv_{1}^{2}}{R_{1}}$$L_{1}=2R_{1}$

解得$L_{1}=\dfrac{2mv_{1}}{qB_{2}}$

$v_{1}$的速度范围为$0.9v ∼ 1.2v$,解得$L_{1}$范围为$0.9L ∼ 1.2L$,对同位素粒子

$qv_{2}B_{2}=\dfrac{m'v_{2}^{2}}{R_{2}}$$L_{2}=2R_{2}$$\dfrac{m'}{m}=\dfrac{7}{6}$

解得$L_{2}=\dfrac{7mv_{2}}{3qB_{2}}$

$v_{2}$的速度范围也为$0.9v ∼ 1.2v$,解得$L_{2}$范围为$1.05L ∼ 1.4L$,所以$\Delta L=L_{1\max } − L_{2\min }$

可得$\Delta L=1.2L − 1.05L=0.15L$

| 洛伦兹力题目答案及解析(完整版)

去刷题
相关题库:
如图甲所示,圆心为、半径为的光滑绝缘圆管道固定放置在水平面上,为圆的条直径,在点静止放置一质量为、电荷量为的带电小球。时刻开始,在垂直于圆管道平面的虚线同心圆形区域内加一随时间均匀变化的磁场,方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随时间的变化如图乙所示,时刻小球第一次运动到点。下列说法正确的是 如图所示,纸面内固定的两平行长直导线、中通有大小相同、方向相反的电流,位于纸面内两导线间处(靠近)的粒子源沿平行于方向发射一速度为的带正电粒子。已知通有电流为的长直导线,在距离导线为处产生的磁场的磁感应强度为,为常量。不计粒子重力,图中虚线到、的距离相等。则粒子在导线间的运动轨迹可能正确的是 如图所示,一细金属导体棒在匀强磁场中沿纸面由静止开始向右运动,磁场方向垂直纸面向里。不考虑棒中自由电子的热运动。下列选项正确的是 随着电子、原子、原子核的发现,人们对组成物质的粒子有了越来越多的认识。 某种高速带电粒子流,具有较强的穿透能力。如图虚线为该粒子流在气泡室中穿透一张黑纸的粒子径迹照片,气泡室里有垂直纸面的匀强磁场,不计粒子重力及粒子间相互作用,下列说法正确的是 在长直通电螺线管中通入周期性变化的电流,并沿着其中心轴线的方向射入一颗速度为的电子,则此电子在螺线管内部空间的运动情况是
今日推荐