第一小問不用考慮閉合回路的問題。
兩種粒子能在Q場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件是電量為Q的正電荷給從電子槍發(fā)射出的負(fù)電粒子的力等于向心力,即F=kQq/r^2=mv^2/r,此處v為負(fù)電粒子經(jīng)過加速后從O點(diǎn)射出的速度。
要求電子槍發(fā)出這個(gè)速度的粒子,則其中的能量轉(zhuǎn)化為qU=(mv^2)/2。
兩個(gè)公式聯(lián)合之后得到U=kQ/2r,可以發(fā)現(xiàn)此時(shí)U的大小與所發(fā)射粒子的電量大小以及質(zhì)量沒有關(guān)系。
第二小問中由于沒有圖,只能做如下解答
當(dāng)粒子能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),其電子發(fā)射槍的加速電壓一定滿足上一小題的條件,即為一固定值,該值也是回路中電阻RO的端電壓。由于電子加速槍相當(dāng)于一個(gè)電容,所以閉合回路中計(jì)算RO的端電壓時(shí)可以不考慮電子加速槍對(duì)電路的影響,就當(dāng)沒有它連接在電路上。你可以根據(jù)滑動(dòng)變阻器左右移動(dòng)是增加或者減小而判斷RO端電壓的變化,同時(shí)也是電子加速槍中U的變化。
當(dāng)R0電壓變大時(shí),U也變大,導(dǎo)致O點(diǎn)射出的粒子的速度變大,運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)該是個(gè)半徑逐漸增大的螺線,反之是個(gè)半徑逐漸減小的螺線。
帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,
由牛頓第二定律得:qvB=m
v2
r ,
解得:T=
2πr
v =
2πm
qB ,
q
m =
v
Br ,
q
m =
2π
BT ,
由此可知,求比荷需要知道粒子的線速度、磁感應(yīng)強(qiáng)度、軌道半徑,或磁感應(yīng)強(qiáng)度、周期,
故ACD錯(cuò)誤,B正確;
故選:B.