作业帮带电粒子在电场、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：2024/05/14 03:42:12
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