“太空粒子探测器”是安装在国际空间站上的一种粒子物理实验设备,可用于探测宇宙中的奇异物质。在研究太空粒子探测器的过程中,某科研小组设计了一款探测器,其结构原理如图所示,竖直平面内有一半径为R的圆形匀强磁场区域,区域内的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外,在圆形磁场区域的右侧有一宽度L=R的足够长的匀强磁场,磁感应强度大小也为B,方向垂直纸面向里,该磁场的右边界放有一足够长的荧光屏PQ,左边界MN板与圆形磁场相切处留有小孔S。现假设太空中有一群分布均匀的正离子以速度v 竖直射入圆形磁场区域,并从S点进入右侧磁场区域,已知单位时间内有N个正离子射入圆形磁场,正离子的质量为m,电荷量为q,不计粒子间的相互作用对粒子引力的影响。
(1)求正离子在圆形磁场中的轨道半径大小;
(2)各个从S点进入右侧磁场的粒子中能到达荧光屏PQ的最短时间;
(3)单位时间内有多少个离子击中荧光屏PQ。
(1)求正离子在圆形磁场中的轨道半径大小;
(2)各个从S点进入右侧磁场的粒子中能到达荧光屏PQ的最短时间;
(3)单位时间内有多少个离子击中荧光屏PQ。
更新时间:2023-08-14 11:00:03
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【推荐1】如图所示,矩形abcd区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.两个质量为m,电荷量为q的负粒子以相同的速度从不同位置(图中未画出)垂直于cd边射入磁场,两粒子均从bc边上的P点同时离开磁场区域,已知cp间距离为L,两粒子在磁场中运动的时间之比为3:1,不计重力和粒子间的相互作用力,求
(1)两粒子进入磁场的时间之差;
(2)粒子进入磁场时的速度大小.
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(2)粒子进入磁场时的速度大小.
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【推荐2】如图,宽度为d的竖直狭长区域内,存在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一电子(电荷量为e,质量为m)以某一速度由A点水平向右射入磁场,从右边界的C点射出时速度方向与入射方向的夹角为30°,不计电子的重力,求:
(1)电子进入磁场时的速度大小;
(2)电子穿过磁场所用的时间。
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【推荐1】如图所示,在平面内,有半径为L的圆形区域,圆心为O,在圆形区域以外存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场,圆形区域内无磁场分布。现有质量为m、带电荷量为的粒子从坐标为(0,2L)的P点射入磁场,粒子的重力忽略不计。
(1)若该粒子从P点沿y轴正方向射出,经磁场偏转后不进入圆形无磁场区域,求粒子速度范围;
(2)若该粒子从P点沿x轴正方向射出,经磁场偏转后恰能经过O点,求粒子速度大小;
(3)同(2)问,求粒子从P点射出后经多长时间第二次经过O点。
(1)若该粒子从P点沿y轴正方向射出,经磁场偏转后不进入圆形无磁场区域,求粒子速度范围;
(2)若该粒子从P点沿x轴正方向射出,经磁场偏转后恰能经过O点,求粒子速度大小;
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【推荐2】如图所示的装置为一种新型质谱仪的理论模型图,该装置由A、B板间的加速电场区和C、D板间的直线运动区及圆形磁场偏转区组成。已知平行板A、B间的加速电压为,平行板C、D间距为d,其中存在垂直纸面向外磁感应强度大小为的匀强磁场,圆形匀强磁场区域的半径为R,磁感应强度大小为,方向垂直于纸面向里。圆形感光弧面与圆形磁场的圆心相同,其左端的小孔与A、B板上的小孔在同一直线上。现有一比荷为的原子核经A、B板加速后,沿C、D板的中央直线进入圆形磁场区,经磁场偏转后打到感光弧面上,不计粒子重力。求:
(1)原子核经加速电场加速后的速度大小v;
(2)直线运动区C、D板间的电势差;
(3)对于比荷k不同的原子核,根据它在感光弧面上的位置可测得其偏转角度,试求比荷k与粒子偏转角度之间的关系(用的三角函数表示)。
(1)原子核经加速电场加速后的速度大小v;
(2)直线运动区C、D板间的电势差;
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