16.(15分)(河南省十所名校2014届高三第一次阶段测试)如图所示,一束质量为m、电荷量为q的带正电粒子从O点由静止开始经过匀强电场加速后,均从边界AN的中点P垂直于AN和磁场方向射入磁感应强度为B= 的匀强磁场中。已知匀强电场的宽度为d= R,匀强磁场由一个长为2R、宽为 R的矩形区域组成,磁场方向垂直纸面向里,粒子间的相互作用和重力均不计。
(1)若加速电场加速电压为9U,求粒子在电磁场中运动的总时间;
(2)若加速电场加速电压为U,求粒子在电磁场中运动的总时间。
带电粒子在电场中运动是一个匀加速过程,平均速度为v/2,运动时间tE= = =R 。
17. (18分)(2014广东十校第一次联考)如图所示,在铅版A上放一个放射源C可向各个方向射出速率为v的β射线,B为金属网,A、B连接在电路上,电源电动势为 ,内阻为r,滑动变阻器总阻值为R.图中滑动变阻器滑片置于中点,A、B间距为d,M为荧光屏(足够大),它紧挨者金属网外侧,已知β粒子的质量为m,电荷量e,不计β射线所形成的电流对电路的影响, 求:
(1)闭合开关S后,AB间的场强的大小是多少?
(2)β粒子到达金属网B的最长时间?
(3)切断开关S,并撤去金属网B,加上垂直纸面向内、范围足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,设加上B后β粒子仍能到达荧光屏。这时在竖直方向上能观察到荧光屏亮区的长度是多?
17.解析:
(1)由闭合电路欧姆定律得:I = ε R+ r ……1分
UAB = IR 2 = εR2(R+r) ……1分