如图所示,M、N为水平固定的带电平行金属板,板间有垂直纸面向外的匀强磁场I,右侧置一绝缘圆形容器,圆心为O,半径为r,容器内存在垂直纸面向外的匀强磁场II。一电荷量为+q、质量为m的带电粒子以速度
水平射入金属板,沿中轴线运动一段时间后经小孔G水平进入容器,与器壁碰撞1次后从容器上的Q点射入匀强电场III,偏转后从与Q点等高的P点水平离开电场。图中匀强电场III宽为L、方向与水平面成β角,GO位于中轴线上,α=120°,β=30°。假设带电粒子与器壁碰撞后电量无损失、速度等大反向,粒子重力不计。
(1)判断M极板的电性并求圆形容器内磁感应强度B1的大小;
(2)求匀强电场III的电场强度大小E及Q与P两点间的电势差UQP;
(3)若容器只有一个小孔G,欲使从小孔G进入容器的粒子沿器壁多次碰撞一圈后仍能从小孔射出,试写出磁感应强度Bk的大小与粒子碰撞次数k的关系。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f58888df91890a19a1aa7511d19703f.png)
(1)判断M极板的电性并求圆形容器内磁感应强度B1的大小;
(2)求匀强电场III的电场强度大小E及Q与P两点间的电势差UQP;
(3)若容器只有一个小孔G,欲使从小孔G进入容器的粒子沿器壁多次碰撞一圈后仍能从小孔射出,试写出磁感应强度Bk的大小与粒子碰撞次数k的关系。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/3/2650207523930112/2652786779971584/STEM/d454c3dd-4df1-49c9-a7c2-e02dcb015ae1.png?resizew=581)
更新时间:2021-02-07 01:31:25
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【知识点】 粒子由电场进入磁场
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名校
【推荐1】在芯片制造过程中,离子注入是其中一道重要的工序。离子注入工作原理的示意图如图所示。静止于A处的离子,经电压为
的加速电场加速后,沿图中半径为
的虚线通过
圆弧形静电分析器(静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场)后,从
点沿直径
方向进入半径也为
的圆柱形、方向垂直于纸面向外的匀强磁场区域,离子经磁场偏转,最后打在竖直放置的硅片上的M 点(图中未画出)时,其速度方向与硅片所成锐角为60°。已知离子的质量为
,电荷量为
,不计重力。求:
(1)离子进入圆形匀强磁场区域时的速度v0和静电分析器通道内虚线处电场强度的大小E;
(2)匀强磁场的磁感应强度
的大小。
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4aa0df7f1e45f9de29e802c7f19a4f64.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56d266a04f3dc7483eddbc26c5e487db.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dad2a36927223bd70f426ba06aea4b45.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7a5f1641947153c80b987320885a2b57.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4aa0df7f1e45f9de29e802c7f19a4f64.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/294f5ba74cdf695fc9a8a8e52f421328.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9aa8a716a31b0f51b70fdf9bdb257909.png)
(1)离子进入圆形匀强磁场区域时的速度v0和静电分析器通道内虚线处电场强度的大小E;
(2)匀强磁场的磁感应强度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7f9e8449aad35c5d840a3395ea86df6d.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/14/517933c4-7a85-4000-bfe2-48bcf4d679fd.png?resizew=211)
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解答题
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适中
(0.65)
【推荐2】如图所示,在直角坐标系中,在第三象限有一平行x轴放置的平行板电容器,板间电压U=200V。现有一质量m=1.0×10-10kg,带电荷量q=+1.0×10-8C的粒子(不计重力),从下极板处由静止开始经电场加速后通过上极板上的小孔,垂直x轴从A点进入第二象限的匀强电场中,电场方向水平向右。粒子在电场中从B点与y轴成45°进入第一象限,第一象限中有向外的匀强磁场,粒子随后垂直经过x轴上的C点,已知OC=(2+2
)m。求:
(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径r;
(2)匀强电场场强E的大小;
(3)匀强磁场B的大小。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cf298f00799cbf34b4db26f5f63af92f.png)
(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径r;
(2)匀强电场场强E的大小;
(3)匀强磁场B的大小。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/11/11/2590480703111168/2590611711614976/STEM/7bcc06ca-1e01-4826-a85b-60e985be6167.png?resizew=233)
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