如图甲所示,在空间中建立xOy坐标系,α射线管由平行金属板A、B和平行于金属板的细管C组成,放置在第Ⅱ象限,细管C到两金属板距离相等,细管C开口在y轴上。放射源P在A板左端,可以沿特定方向发射某一初速度的α粒子。若金属板长为L、间距为d,当A、B板间加上某一电压时,α粒子刚好能以速度v0从细管C水平射出,进入位于第Ⅰ象限的静电分析器中。静电分析器中存在着辐向电场(电场线沿半径方向指向圆心O),α粒子在该电场中恰好做匀速圆周运动,α粒子运动轨迹处的场强大小为E0。t=0时刻α粒子垂直x轴进入第Ⅳ象限的交变电场中,交变电场的电场强度随时间的变化关系如图乙所示,规定沿x轴正方向为电场的正方向。已知α粒子的电荷量为2e(e为元电荷)、质量为m,重力不计。求:
(1)α粒子从放射源P运动到C的过程中动能的变化量ΔEk和发射时初速度v的大小;
(2)α粒子在静电分析器中运动的轨迹半径r和运动的时间t0;
(3)当t=T时,α粒子的坐标。

【答案】(1)α粒子从放射源P运动到C的过程中动能的变化量ΔEk为,发射时初速度v的大小;
(2)α粒子在静电分析器中运动的轨迹半径r为,运动的时间t0为;
(3)当t=T时,α粒子的坐标为
-
m
d
2
v
2
0
2
L
2
v
0
1
+
d
2
L
2
(2)α粒子在静电分析器中运动的轨迹半径r为
m
v
2
0
2
e
E
0
πm
v
0
4
e
E
0
(3)当t=T时,α粒子的坐标为
(
m
v
2
0
2
e
E
0
+
e
E
0
T
2
2
m
,-
v
0
T
)
【解答】
【点评】
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发布:2024/10/10 13:0:2组卷:79引用:5难度:0.5
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