Question

 

如圖16（a）所示，左為某同學(xué)設(shè)想的粒子速度選擇裝置，由水平轉(zhuǎn)軸及兩個薄盤N₁、N₂構(gòu)成，兩盤面平行且與轉(zhuǎn)軸垂直，相距為L，盤上各開一狹縫，兩狹縫夾角可調(diào)（如圖16（b））；右為水平放置的長為d的感光板，板的正上方有一勻強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一小束速度不同、帶正電的粒子沿水平方向射入N₁，能通過N₂的粒子經(jīng)O點垂直進(jìn)入磁場。 O到感光板的距離為d/2，粒子電荷量為q,質(zhì)量為m,不計重力。

（1）若兩狹縫平行且盤靜止（如圖16（c）），某一粒子進(jìn)入磁場后，豎直向下打在感光板中心點M上，求該粒子在磁場中運(yùn)動的時間t;

（2）若兩狹縫夾角為，盤勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動方向如圖16（b）.要使穿過N₁、N₂的粒子均打到感光板P₁P₂連線上。試分析盤轉(zhuǎn)動角速度的取值范圍（設(shè)通過N₁的所有粒子在盤轉(zhuǎn)一圈的時間內(nèi)都能到達(dá)N₂）。

 

 

 

 

Answer 1

 （1）  （2）

解析: (1)粒子在磁場中勻速圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力，，周長=周期×速度，，又，解得：

(2)速度最小時，，，，解得：

速度最大時，，，，，

解得：，所以