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如图甲所示,M、N为竖直放置的两块平行金属板,圆形虚线为与N相连且接地的圆形金属网罩(不计电阻)。PQ为与圆形网罩同心的金属收集屏,通过阻值为r0的电阻与大地相连。

题目详情
如图甲所示, M N 为竖直放置的两块平行金属板,圆形虚线为与 N 相连且接地的圆形金属网罩(不计电阻)。 PQ 为与圆形网罩同心的金属收集屏,通过阻值为 r 0 的电阻与大地相连。小孔 s 1 s 2 、圆心 O PQ 中点位于同一水平线上。圆心角2θ = 120°、半径为 R 的网罩内有大小为 B ,方向垂直纸面向里的匀强磁场。 M N 间相距 且接有如图乙所示的随时间 t 变化的电压, 0 t T ), t >T )(式中 T 已知),质量为 m 、电荷量为 e 的质子连续不断地经 s 1 进入 M N 间的电场,接着通过 s 2 进入磁场。(质子通过 M N 的过程中,板间电场可视为恒定,质子在 s 1 处的速度可视为零,质子的重力及质子间相互作用均不计。)
(1)若质子在 t >T 时刻进入 s 1 ,为使质子能打到收集屏的中心需在圆形磁场区域加上一个匀强电场,求所加匀强电场的大小和方向?
(2)质子在哪些时间段内自 s 1 处进入板间,穿出磁场后均能打到收集屏 PQ 上?
(3)若毎秒钟进入 s 1 的质子数为 n ,则收集屏 PQ 电势稳定后的发热功率为多少?
▼优质解答
答案和解析
(1)在电场中,由动能定理得 为使质子做匀速直线运动,有 解得 E = ,方向竖直向下(2)质子在板间运动,根据动能定理,有 质子在磁场中运动,根据牛顿第二定律,有 若质子能打在收集屏上,轨道半径r与半...
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