下面是一個物理演示實驗:一細束由相同粒子構成的粒流,打入真空管內(充有低壓水銀蒸汽用來顯示粒子徑跡)的勻強磁場中,磁場的磁感應強度為B,當粒子進入磁場的方向與磁場方向垂直時,管中顯示出粒子的徑跡是一個圓.(1)若每個粒子的質量為m、電量為q,并測得粒子圓形徑跡的直徑為D,不計粒子的重力。求每個粒子運動的動能。(2)若粒子流的電流強度為I,設法讓粒子流從磁場中射出,粒子打在靶上不反彈,動能全部被靶吸收。求靶每秒中獲得的能量。
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(1)若每個粒子的質量為m、電量為q,并測得粒子圓形徑跡的直徑為D,不計粒子的重力。求每個粒子運動的動能。 因為洛侖滋力提供向心力qBv=mvv/r D=2r Ek=mvv/2 所以Ek=(mv)~2/2m=(qBD)~2/8m (2)若粒子流的電流強度為I,設法讓粒子流從磁場中射出,粒子打在靶上不反彈,動能全部被靶吸收。求靶每秒中獲得的能量。設靶每秒中獲得的能量為E,則E=nEk n是每秒打在靶上的粒子數,n=Q/q=It/q=I/q所以E=nEk=qIB~2D~2/8m