组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 磁场 > 带电粒子在复合场中的运动 > 带电粒子在组合场中的运动 > 粒子由电场进入磁场
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:1492 题号:21548837
磁控溅射仪是制备金属薄膜的重要设备。为了研究磁控溅射仪中离子在电场和磁场中的运动过程,建立如下模型。如图所示,平面内的位置有一离子源发射大量质量为m、电荷量为的离子,离子的初始速度大小均为,方向在平面内并与x轴正方向的夹角在范围内。在的区域内有一沿x轴正方向的匀强电场,在的区域内有一垂直平面向里的匀强磁场,磁场沿y轴方向的宽度为,且关于x轴对称。在的位置放一沿轴y方向的无限长绝缘薄平板,所有离子经电场加速后到达绝缘薄平板时速度大小均为。忽略离子的重力以及离子间的相互作用。
(1)求的区域内电场强度的大小;
(2)为使所有离子均能进入右边的磁场区域,需要在绝缘薄平板上开一狭缝,请问狭缝的最小宽度为多少?
(3)狭缝宽度值取第(2)问的结果,要使所有离子进入磁场后不再通过狭缝返回电场,求磁感应强度的最大值,及此条件下在磁场中运动时间最长的离子在磁场中所经历的时间。(假定离子与绝缘薄平板发生的碰撞为弹性碰撞,即碰撞前后沿平板方向的速度分量不变,垂直于平板方向的速度分量反向)。

【知识点】 粒子由电场进入磁场

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(1)粒子从小孔Q射出的速度;
(2)磁感应强度B1的大小;
(3)磁感应强度B2的取值在什么范围内,粒子能从边界cd间射出?

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(1)区域内磁场的磁感应强度大小B1
(2)匀强电场的电场强度大小E及该带电粒子从O点射出时初速度的大小v
(3)该带电粒子从O点出发到再次返回到O点的整个运动过程所经历的时间t
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(1)粒子经过M点时的速度v
(2)第一、四象限内匀强磁场的磁感应强度大小
(3)第三象限内矩形匀强磁场区域的磁感应强度大小及矩形匀强磁场区域的最小面积。

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