带电粒子在电场、磁场中的运动5. 如图所示,由电源、定值电阻R0和滑动变阻器R构成一闭合电路,一粒子加速枪并接在R0两端,在加速枪口O正上方r处的A点真空区域有一固定的点电荷,带电量为+Q.
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/06/25 09:59:42
![带电粒子在电场、磁场中的运动5. 如图所示,由电源、定值电阻R0和滑动变阻器R构成一闭合电路,一粒子加速枪并接在R0两端,在加速枪口O正上方r处的A点真空区域有一固定的点电荷,带电量为+Q.](/uploads/image/z/3338370-18-0.jpg?t=%E5%B8%A6%E7%94%B5%E7%B2%92%E5%AD%90%E5%9C%A8%E7%94%B5%E5%9C%BA%E3%80%81%E7%A3%81%E5%9C%BA%E4%B8%AD%E7%9A%84%E8%BF%90%E5%8A%A85.+%E5%A6%82%E5%9B%BE%E6%89%80%E7%A4%BA%2C%E7%94%B1%E7%94%B5%E6%BA%90%E3%80%81%E5%AE%9A%E5%80%BC%E7%94%B5%E9%98%BBR0%E5%92%8C%E6%BB%91%E5%8A%A8%E5%8F%98%E9%98%BB%E5%99%A8R%E6%9E%84%E6%88%90%E4%B8%80%E9%97%AD%E5%90%88%E7%94%B5%E8%B7%AF%2C%E4%B8%80%E7%B2%92%E5%AD%90%E5%8A%A0%E9%80%9F%E6%9E%AA%E5%B9%B6%E6%8E%A5%E5%9C%A8R0%E4%B8%A4%E7%AB%AF%2C%E5%9C%A8%E5%8A%A0%E9%80%9F%E6%9E%AA%E5%8F%A3O%E6%AD%A3%E4%B8%8A%E6%96%B9r%E5%A4%84%E7%9A%84A%E7%82%B9%E7%9C%9F%E7%A9%BA%E5%8C%BA%E5%9F%9F%E6%9C%89%E4%B8%80%E5%9B%BA%E5%AE%9A%E7%9A%84%E7%82%B9%E7%94%B5%E8%8D%B7%2C%E5%B8%A6%E7%94%B5%E9%87%8F%E4%B8%BA%2BQ.)
带电粒子在电场、磁场中的运动5. 如图所示,由电源、定值电阻R0和滑动变阻器R构成一闭合电路,一粒子加速枪并接在R0两端,在加速枪口O正上方r处的A点真空区域有一固定的点电荷,带电量为+Q.
带电粒子在电场、磁场中的运动
5. 如图所示,由电源、定值电阻R0和滑动变阻器R构成一闭合电路,一粒子加速枪并接在R0两端,在加速枪口O正上方r处的A点真空区域有一固定的点电荷,带电量为+Q.现有质量和带电量均不同的两种带负电静止粒子,从加速枪的左端加速后从O点进入+Q场区域,粒子射入枪口时速度方向垂直于AO连线.
(1)试证明若加速电压U满足一定条件,两种粒子在+Q场区域都能做匀速圆周运动.(不计粒子的重力)
(2)当滑动变阻器滑动头在某位置时,射出的带电粒子恰好做匀速圆周运动,若将P向左移动一小段距离后,该种粒子从加速枪中射出后的运轨迹变成什么形状?它的周期比圆周运动时长还是短?(只写明最后结论)
带电粒子在电场、磁场中的运动5. 如图所示,由电源、定值电阻R0和滑动变阻器R构成一闭合电路,一粒子加速枪并接在R0两端,在加速枪口O正上方r处的A点真空区域有一固定的点电荷,带电量为+Q.
第一小问不用考虑闭合回路的问题.
两种粒子能在Q场做匀速圆周运动的条件是电量为Q的正电荷给从电子枪发射出的负电粒子的力等于向心力,即F=kQq/r^2=mv^2/r,此处v为负电粒子经过加速后从O点射出的速度.
要求电子枪发出这个速度的粒子,则其中的能量转化为qU=(mv^2)/2.
两个公式联合之后得到U=kQ/2r,可以发现此时U的大小与所发射粒子的电量大小以及质量没有关系.
第二小问中由于没有图,只能做如下解答
当粒子能做匀速圆周运动时,其电子发射枪的加速电压一定满足上一小题的条件,即为一固定值,该值也是回路中电阻RO的端电压.由于电子加速枪相当于一个电容,所以闭合回路中计算RO的端电压时可以不考虑电子加速枪对电路的影响,就当没有它连接在电路上.你可以根据滑动变阻器左右移动是增加或者减小而判断RO端电压的变化,同时也是电子加速枪中U的变化.
当R0电压变大时,U也变大,导致O点射出的粒子的速度变大,运动轨迹应该是个半径逐渐增大的螺线,反之是个半径逐渐减小的螺线.
哪里有图啊