问题 问答题

如图所示,相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置,s1、s2分别为M、N板上的小孔,s1、s2、O三点共线,它们的连线垂直M、N,且s2O=R.以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场.D为收集板,收集板上各点到O点的距离以及两端点A和C的距离都为2R,板两端点的连线AC垂直M、N板.质量为m、带电量为+q的粒子,经s1进入M、N间的电场后,通过s2进入磁场.粒子在s1处的速度和粒子所受的重力均不计.

(1)当M、N间的电压为Ux时,求粒子进入磁场时速度的大小vx

(2)要使粒子能够打在收集板D上,求在M、N间所加电压的范围;

(3)若粒子恰好打在收集板D的中点上,求粒子从s1开始运动到打在D的中点上经历的时间.

答案

(1)粒子从s1到达s2的过程中,根据动能定理得:qUx=

1
2
mvx2

        解得:vx=

2qUx
m

(2)粒子进入磁场后在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,设此时其速度大小为v,轨道半径为r,根据牛顿第二定律得:qvB=m

v2
r

粒子在M、N之间运动,根据动能定理得:qU=

1
2
mv2

  联立解得:U=

qB2r2
2m

当粒子打在收集板D的A点时,经历的时间最长,由几何关系可知粒子在磁场中运动的半径r1=

3
3
R,此时M、N间的电压最小,为U1=
qB2R2
6m

当粒子打在收集板D的C点时,经历的时间最短,由几何关系可知粒子在磁场中运动的半径r2=

3
R,此时M、N间的电压最大,为U2=
3qB2R2
2m

要使粒子能够打在收集板D上,在M、N间所加电压的范围为

qB2R2
6m
≤U≤
3qB2R2
2m

(3)根据题意分析可知,当粒子打在收集板D的中点上时,根据几何关系可以求得粒子在磁场中运动的半径r0=R,粒子进入磁场时的速度v0=

qBr0
m

   粒子在电场中运动的时间:t1=

R
v0
2

   粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T=

r0
v0
=
2πm
qB

   粒子在磁场中经历的时间t2=

1
4
T

  粒子出磁场后做匀速直线运动经历的时间t3=

R
v0

所以粒子从s1运动到A点经历的时间为t=t1+t2+t3=

(6+π)m
2qB

答:(1)当M、N间的电压为Ux时,求粒子进入磁场时速度的大小vx=

2qUx
m

   (2)要使粒子能够打在收集板D上,在M、N间所加电压的范围为

qB2R2
6m
≤U≤
3qB2R2
2m

   (3)若粒子恰好打在收集板D的中点上,粒子从s1开始运动到打在D的中点上经历的时间是

(6+π)m
2qB

多项选择题

(五) 某建设单位建设一热电厂。该单位委托甲工程监理公司对工程进行监理,委托乙施工单位作为项目的施工总承包单位,并决定向美国丙重型设备制造商订购发电设备。 甲监理公司的总监理工程师在主持编制监理规划时,安排了一位专业监理工程师负责风险分析和相应监理规划内容的编写工作。根据该项目的具体情况,监理工程师对建设单位的风险事件提出了相应的风险对策,并制定了相应风险控制措施,见下表。

乙施工单位投保了建筑工程保险和附加第三者责任险。在施工过程中;对材料进行分隔存放。 建设单位向丙公司预定产品。订货合同规定了设备类型和数量,并规定了以美元作为支付货币,建设单位支付10%的定金。生产时间通常是4个月至9个月建设单位担心人民币兑美元可能贬值;决定对风险套期保值,有效地使人民币的美元价值固定,从而使设备合同的美元价值固定。

下列关于监理工程师在表中提出的各项风险控制措施的说法中,正确的为()。

A.序号1的控制措施正确,固定总价合同对建设单位风险小

B.序号2的控制措施正确,第三方担保或承包单位提供履约保函可以转移风险

C.序号3的控制措施不正确,应采取投保保险的方式转移风险

D.序号4的控制措施不正确,从非基金储备中支付,不属于风险自留

多项选择题