如圖11-2-28所示，真空室內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=0.60 T,磁場(chǎng)內(nèi)有一塊平面感光板ab,板面與磁場(chǎng)方向平行,在距ab的距離l=16 cm處,有一個(gè)點(diǎn)狀的α放射源S,它向各個(gè)方向發(fā)射α粒子,α粒子的速度都是v=3.0×106 m/s,已知α粒子的比荷,現(xiàn)只考慮在圖紙平面中運(yùn)動(dòng)的α粒子,求ab上被α粒子打中的區(qū)域的長(zhǎng)度.

圖11-2-28

20 cm


解析:

α粒子帶正電,故在磁場(chǎng)中沿逆時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng),用R表示軌道半徑,有

由此得

代入數(shù)值得R=10 cm

可見,2R＞l＞R

因朝不同方向發(fā)射的α粒子的圓軌跡都過S,由此可知,某一圓軌跡在圖中N左側(cè)與ab相切,則此切點(diǎn)P1就是α粒子能打中的左側(cè)最遠(yuǎn)點(diǎn).為定出P1點(diǎn)的位置,可作平行于ab的直線cd,cd到ab的距離為R,以S為圓心、R為半徑,作弧交cd于Q點(diǎn),過Q作ab的垂線,它與ab的交點(diǎn)即為P1.

再考慮N的右側(cè).任何α粒子在運(yùn)動(dòng)中離S的距離不可能超過2R,以2R為半徑、S為圓心作圓,交ab于N右側(cè)的P2點(diǎn),此即右側(cè)能打到的最遠(yuǎn)點(diǎn).

由圖中幾何關(guān)系得

所求長(zhǎng)度為P1P2=NP1+NP2

代入數(shù)值得P1P2=20 cm.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）在“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，選用的是入射面和出射面相互平行的矩形玻璃磚，用“插針法”測(cè)定某種玻璃的折射率．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
a．將木板水平放置，把一張白紙用圖釘固定在木板上；
b．在白紙上畫出一條直線aa’作為入射界面，過aa’上的一點(diǎn)O畫出界面的法線NN’，并畫一條線段AO作為入射光線；
c．把矩形玻璃磚放在白紙上，使它的長(zhǎng)邊跟aa’對(duì)齊，畫出玻璃磚的另一邊bb’；
d．在直線AO上豎直插上兩枚大頭針P1、P2，透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向，直到P2檔住P1的像．再在觀察的這一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4，
使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3及P1、P2的像
使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3及P1、P2的像
，記下P3、P4的位置．
e．移去大頭針和玻璃磚，做出出射光線，標(biāo)出入射角α、折射角β．
①請(qǐng)將步驟d補(bǔ)充完整．
②小明同學(xué)按上述步驟進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，記錄下5組數(shù)據(jù)，并計(jì)算出不同入射角時(shí)玻璃的折射率，如下表所示．
組別
項(xiàng)目		 第1組 第2組 第3組 第4組 第5組
入射角α 25° 35° 45° 50° 75°
折射角β 16° 22.5° 28° 32° 42°
sinα 0.423 0.574 0.707 0.766 0.966
sin β 0.276 0.383 0.469 0.530 0.669
折射率n 1.533 1.499 1.506 1.446 1.443
但其中有一組數(shù)據(jù)是不真實(shí)的，李老師給出了該玻璃磚的折射率為n=1.521，arcsin(
1
1.521
)=0.717（弧度）=41.081°．根據(jù)老師給出的數(shù)據(jù)可以判斷，小明同學(xué)記錄的數(shù)據(jù)中，不真實(shí)的是第
5
5
組．
③趙亮同學(xué)在找到入射光線和折射光線以后，以入射點(diǎn)O為圓心，以任意長(zhǎng)為半徑畫圓，分別與AO交于C點(diǎn)，與OOˊ交于D點(diǎn)，過C、D兩點(diǎn)分別向NNˊ作垂線，交NNˊ于Cˊ、Dˊ，所以折射率n=
CC′
DD′
CC′
DD′
．（用圖示中的線段表示）
（2）在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，提供的器材除螺旋測(cè)微器、米尺、開關(guān)和若干導(dǎo)線外，還有：
待測(cè)粗細(xì)均勻的金屬絲Rx （阻值約為10Ω）
直流電流表：A1（量程100mA，內(nèi)阻為2Ω）
A2（量程400mA，內(nèi)阻約為0.3Ω）
直流電壓表：V1（量程4V，內(nèi)阻約為3kΩ）
V2（量程15V，內(nèi)阻約為12kΩ）
滑動(dòng)變阻器：R （阻值范圍0～10Ω）
電源：E （電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻約為0.04Ω）
①實(shí)驗(yàn)時(shí)，用螺旋測(cè)微器在金屬絲三個(gè)不同的位置測(cè)直徑，某次測(cè)量的情況如圖所示，其讀數(shù)為
0.900
0.900
mm．
②某同學(xué)選擇如圖（甲）所示的電路圖測(cè)該金屬絲的電阻，為了調(diào)節(jié)方便，測(cè)量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表
A2
A2
，電壓表
V1
V1
．（填器材的符號(hào)）
③選擇了正確的器材后，請(qǐng)你根據(jù)電路圖（甲），用筆畫線代替導(dǎo)線，在實(shí)物圖（乙）上連線．
④若電壓表、電流表讀數(shù)用U、I表示，導(dǎo)線的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，直徑為d，用上述測(cè)得的物理量計(jì)算金屬絲的電阻率的表示式為ρ=
πUd2
4IL
πUd2
4IL
．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

（1）在“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，選用的是入射面和出射面相互平行的矩形玻璃磚，用“插針法”測(cè)定某種玻璃的折射率．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
a．將木板水平放置，把一張白紙用圖釘固定在木板上；
b．在白紙上畫出一條直線aa’作為入射界面，過aa’上的一點(diǎn)O畫出界面的法線NN’，并畫一條線段AO作為入射光線；
c．把矩形玻璃磚放在白紙上，使它的長(zhǎng)邊跟aa’對(duì)齊，畫出玻璃磚的另一邊bb’；
d．在直線AO上豎直插上兩枚大頭針P1、P2，透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向，直到P2檔住P1的像．再在觀察的這一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4，______，記下P3、P4的位置．
e．移去大頭針和玻璃磚，做出出射光線，標(biāo)出入射角α、折射角β．
①請(qǐng)將步驟d補(bǔ)充完整．
②小明同學(xué)按上述步驟進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，記錄下5組數(shù)據(jù)，并計(jì)算出不同入射角時(shí)玻璃的折射率，如下表所示．
組別
項(xiàng)目		 第1組 第2組 第3組 第4組 第5組
入射角α 25° 35° 45° 50° 75°
折射角β 16° 22.5° 28° 32° 42°
sinα 0.423 0.574 0.707 0.766 0.966
sin β 0.276 0.383 0.469 0.530 0.669
折射率n 1.533 1.499 1.506 1.446 1.443

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但其中有一組數(shù)據(jù)是不真實(shí)的，李老師給出了該玻璃磚的折射率為n=1.521，arcsin(
1
1.521
)=0.717（弧度）=41.081°．根據(jù)老師給出的數(shù)據(jù)可以判斷，小明同學(xué)記錄的數(shù)據(jù)中，不真實(shí)的是第______組．
③趙亮同學(xué)在找到入射光線和折射光線以后，以入射點(diǎn)O為圓心，以任意長(zhǎng)為半徑畫圓，分別與AO交于C點(diǎn)，與OOˊ交于D點(diǎn)，過C、D兩點(diǎn)分別向NNˊ作垂線，交NNˊ于Cˊ、Dˊ，所以折射率n=______．（用圖示中的線段表示）
（2）在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，提供的器材除螺旋測(cè)微器、米尺、開關(guān)和若干導(dǎo)線外，還有：
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待測(cè)粗細(xì)均勻的金屬絲Rx （阻值約為10Ω）
直流電流表：A1（量程100mA，內(nèi)阻為2Ω）
A2（量程400mA，內(nèi)阻約為0.3Ω）
直流電壓表：V1（量程4V，內(nèi)阻約為3kΩ）
V2（量程15V，內(nèi)阻約為12kΩ）
滑動(dòng)變阻器：R （阻值范圍0～10Ω）
電源：E （電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻約為0.04Ω）
①實(shí)驗(yàn)時(shí)，用螺旋測(cè)微器在金屬絲三個(gè)不同的位置測(cè)直徑，某次測(cè)量的情況如圖所示，其讀數(shù)為______mm．
②某同學(xué)選擇如圖（甲）所示的電路圖測(cè)該金屬絲的電阻，為了調(diào)節(jié)方便，測(cè)量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表______，電壓表______．（填器材的符號(hào)）
③選擇了正確的器材后，請(qǐng)你根據(jù)電路圖（甲），用筆畫線代替導(dǎo)線，在實(shí)物圖（乙）上連線．
④若電壓表、電流表讀數(shù)用U、I表示，導(dǎo)線的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，直徑為d，用上述測(cè)得的物理量計(jì)算金屬絲的電阻率的表示式為ρ=______．
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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

影響物質(zhì)材料電阻率的因素很多，一般金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，半導(dǎo)體材料的電阻率則隨溫度的升高而減小，PTC元件由于材料的原因有特殊的導(dǎo)電特性。

（1）如圖（甲）是由某金屬材料制成的電阻R隨攝氏溫度t變化的圖象，若用該電阻與電池（電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，內(nèi)阻不計(jì)）、電流表（量程為5mA、內(nèi)阻Rg=100Ω）、電阻箱R′ 串聯(lián)起來，連接成如圖（乙）所示的電路，用該電阻做測(cè)溫探頭，把電流表的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，就得到了一個(gè)簡(jiǎn)單的“金屬電阻溫度計(jì)”。

①電流刻度較大處對(duì)應(yīng)的溫度刻度______________；(填“較大”或“較小”)

②若電阻箱阻值R′=50Ω,在丙圖中標(biāo)出空格處對(duì)應(yīng)的溫度數(shù)值。

（2）一由PTC元件做成的加熱器，實(shí)驗(yàn)測(cè)出各溫度下它的阻值，數(shù)據(jù)如下：

t/0C

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

R/kΩ

14

11

7

3

4

5

6

8

10

14

16

R2/kΩ2

196

121

49

9

16

25

36

64

100

196

256

R-1/kΩ-1

0.07

0.09

0.14

0.33

0.28

0.20

0.17

0.13

0.10

0.07

0.06

已知它向四周散熱的功率為PQ=0.1(t-t0)瓦，其中t（單位為0C）為加熱器的溫度，t0為室溫(本題取200C)。當(dāng)加熱器產(chǎn)生的焦耳熱功率PR和向四周散熱的功率PQ相等時(shí)加熱器溫度保持穩(wěn)定。加熱器接到200V的電源上，在方格紙上作出PR和PQ與溫度t之間關(guān)系的圖象

①加熱器工作的穩(wěn)定溫度為________0C；(保留兩位有效數(shù)字)

②加熱器的恒溫原理為：

當(dāng)溫度稍高于穩(wěn)定溫度時(shí)______________                ___；

當(dāng)溫度稍低于穩(wěn)定溫度時(shí)____________               ______，從而保持溫度穩(wěn)定。

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖11甲所示，在某一真空空間，兩虛線之間(距離很短可忽略不計(jì))存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向由1虛線指向2虛線，兩虛線間的電壓為定值U=1.8×105V，在虛線的上方和下方存在著垂直于紙面的大小恒定方向周期性變化的磁場(chǎng)如圖乙所示，大小B=1T，t=0的時(shí)刻磁場(chǎng)垂直于紙面向外，一個(gè)荷質(zhì)比為q/m=104C/kg的不計(jì)重力的帶正電的粒子在t=0時(shí)刻剛好以v0=105m/s的速度垂直于下虛線從A點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，在磁場(chǎng)和電場(chǎng)的作用下做周期性的運(yùn)動(dòng).

圖11

(1)大致畫出帶電粒子一個(gè)周期的運(yùn)動(dòng)軌跡；

(2)帶電粒子運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期內(nèi)走過的路程；

(3)粒子從t=0時(shí)刻開始運(yùn)動(dòng)6.28×10-2s的過程中，粒子運(yùn)動(dòng)了幾個(gè)周期.

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