Question

如圖，真空室內(nèi)豎直條形區(qū)域I存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，條形區(qū)域Ⅱ（含I、Ⅱ區(qū)域分界面）存在水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E，磁場和電場寬度均為L且足夠長，M、N為涂有熒光物質(zhì)的豎直板。現(xiàn)有一束質(zhì)子從A處連續(xù)不斷地射入磁場，入射方向與M板成夾角且與紙面平行，質(zhì)子束由兩部分組成，一部分為速度大小為的低速質(zhì)子，另一部分為速度大小為的高速質(zhì)子，當(dāng)I區(qū)中磁場較強(qiáng)時(shí)，M板出現(xiàn)兩個(gè)亮斑，緩慢改變磁場強(qiáng)弱，直至亮斑相繼消失為止，此時(shí)觀察到N板有兩個(gè)亮斑。已知質(zhì)子質(zhì)量為m，電量為e，不計(jì)質(zhì)子重力和相互作用力，求：

1.此時(shí)I區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；

2.到達(dá)N板下方亮斑的質(zhì)子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；

3.N板兩個(gè)亮斑之間的距離．

 

Answer 1

 

1.

2.

3.

解析:（1）此時(shí)低速質(zhì)子速度恰好與兩場交界相切且與電場方向垂直，在磁場中運(yùn)動(dòng)半徑為R1

                 ①

           ②

由①②得               ③

（2）低速質(zhì)子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間                  ④

由②④得                                          ⑤

（3）高速質(zhì)子軌道半徑                           ⑥

由幾何關(guān)系知此時(shí)沿電場線方向進(jìn)入電場，到達(dá)N板時(shí)與A點(diǎn)豎直高度差

              ⑦

低速質(zhì)子在磁場中偏轉(zhuǎn)距離

                  ⑧

在電場中偏轉(zhuǎn)距離

                        ⑨

在電場中時(shí)間   ,     ⑩

      11

由②⑥⑦⑧⑨⑩ 11  得

 

亮斑PQ間距    12

評分標(biāo)準(zhǔn)：①～12 每式一分