精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
(2009?常德模拟)如图所示,一束极细的可见光照射到金属板上的A点,可以从A点向各个方向发射出速率不同的电子,这些电子被称为光电子.金属板左侧有一个方向垂直纸面向里、磁感应强度为B,且面积足够大的匀强磁场,涂有荧光材料的金属小球P(半径忽略不计)置于金属板上的A点的正上方,A、P同在纸面内,两点相距L.从A点发出的光电子,在磁场中偏转后,有的能够打在小球上并使小球发出荧光.现已测定,有一个垂直磁场方向、与金属板成θ=30°角射出的光电子击中了小球.求这一光电子从金属板发出时的速率v和它在磁场中运动的可能时间t.已知光电子的比荷为
em
分析:光电子进入磁场中由洛伦兹力提供向心力而做匀速圆周运动.由于光电子与金属板成θ=30°角有两种情况:斜向左上方或斜向左下方,分析情况进行研究,画出轨迹,由几何关系求出电子轨迹的半径,根据牛顿第二定律求出电子的速率.根据轨迹的圆心角,求解时间与周期的关系,求解时间.
解答:解:本题有两种情况:
情况一:若光电子的出射方向是沿斜向左下方的方向,如图(1)所示:
 由几何关系得:R=
L
2sinθ
=L
由牛顿第二定律得:evB=m
v2
R

解得:v=
eBL
m
      
光电子在磁场中的运动周期:T=
2πm
eB

由图看出,轨迹的圆心角等于300°,则光电子在磁场中运动的时间为 t=
300°
360°
T=
5πm
3eB

情况二:若光电子的出射方向是沿着斜向左上方的方向,如图(2)所示:
由图可知,轨道半径 R=
L
2sinθ
=L
则速率仍为:v=
eBL
m
 
由图看出,轨迹的圆心角等于60°,则光电子在磁场中运动的时间为 t=
60°
360°
T=
πm
3eB

答:光电子从金属板发出时的速率v为
eBL
m
,它在磁场中运动的可能时间t为
5πm
3eB
πm
3eB
点评:本题是带电粒子在磁场中匀速圆周运动的问题,画轨迹是解答的关键,根据几何知识求解半径是常用的方法.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

(2009?常德模拟)如图所示,在倾角θ=37°足够长的固定斜面上,有一质量m=1kg的物体,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,物体从斜面底端出发沿斜面上滑,其初速度大小为v0=10m/s,求:
(1)物体沿斜面上滑的最大距离是多少?
(2)物体回到斜面底端时的动能多大?(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

(2009?常德模拟)位于坐标原点O的波源开始向上振动,形成简谐波沿x轴正方向传播,传播速度为10m/s,周期为0.4s,波源振动0.3s后立即停止振动,波源停止振动后经过0.2s的波形是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

(2009?常德模拟)如图所示,小球以初速度为v0从光滑斜面底部向上滑,恰能到达最大高度为h的斜面顶部.下图中A是内轨半径大于h的光滑轨道、B是内轨半径小于h的光滑轨道、C是内轨半径等于
h
2
的光滑轨道、D是长为h/2的轻棒,其下端固定一个可随棒绕O点向上转动的小球.小球在底端时的初速度都为v0,则小球在以上四种情况中能到达高度h的有(  )

查看答案和解析>>

同步练习册答案
鍏� 闂�