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
至
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)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7ee31829d0d4d5f779a957d7df8058ab.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/66b774ac32f08fe758bafa175ffe1693.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7c22c96b4d06bc3172cbeb08f4e8c4d2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f58888df91890a19a1aa7511d19703f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7ee31829d0d4d5f779a957d7df8058ab.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6514b4886949133da3577952d6630a22.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be6a6301878fed2a01413020b27310a5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9e541ea2f855f981c96207070683d388.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/08115d6d9f876dea921a4d32260ff1fb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7ee31829d0d4d5f779a957d7df8058ab.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b651ef7ed3157b944cab278877a55b95.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bb45f673c56a289ea78831c9237e8d20.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0473d82b8487a5fbe69cf3f2a8f91d11.png)
(1)求
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9e541ea2f855f981c96207070683d388.png)
(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)。
2024·江西·一模 查看更多[6]
2024年1月江西省普通高等学校招生考试适应性测试物理试题(已下线)2024年1月江西省普通高等学校招生考试适应性测试物理试题-试卷评析(已下线)江西2024年1月适应性测试物理T15变式题-粒子由电场进入磁场-计算题2024届山西省介休市定阳高级中学高三下学期模拟考试(九)理综试题-高中物理2024届河南省信阳高级中学高三下学期二模模拟测试(九)理科综合试题-高中物理河南省信阳市信阳高级中学2023-2024学年高二下学期5月期中考试物理试题
更新时间:2024-01-21 16:06:59
|
【知识点】 粒子由电场进入磁场
相似题推荐
解答题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐1】如图所示,竖直放置的平行金属板板间电压为U,质量为m、电荷量为
的带电粒子在靠近左板的P点,由静止开始经电场加速,从小孔Q射出,从a点进入磁场区域,abde是边长为2L的正方形区域,ab边与竖直方向夹角为
,cf与ab平行且将正方形区域等分成两部分,abcf中有方向垂直纸面向外的匀强磁场B1,defc中有方向垂直纸面向里的匀强磁场B2,粒子进入磁场B1后又从cf上的M点垂直cf射入磁场B2中(图中M点未画出),不计粒子重力,求:
(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?
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/17/1926153015164928/1927619912212480/STEM/f92a723f-5daa-43ba-bfb5-9c65e9454363.png?resizew=326)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56b2087eadbbd0dab72b7483b9181585.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/79a97bb4dcfab4ec7539bc783d563c49.png)
(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?
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/17/1926153015164928/1927619912212480/STEM/f92a723f-5daa-43ba-bfb5-9c65e9454363.png?resizew=326)
您最近一年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐2】如图所示,三角形AQC是边长L=20cm的等边三角形,P、D分别为AQ、AC的中点,在水平线QC的下方有一水平向左的匀强电场。区域I梯形(PQCD)内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B1,区域II(三角形APD)内有垂直纸面向里的匀强磁场,区域III(虚线PD以上,三角形PAD以外)有垂直纸面向外的匀强磁场,区域II、III内磁场的磁感应强度大小均为B2=2.5T。一带电粒子
从Q点正下方O点处以某一初速度射出,QO的距离d=10cm,在电场力的作用下从QC边的中点N以速度v0=5×106m/s垂直QC边射入区域内,接着从P点垂直AQ边射入区域内,此后该带电粒子经历一系列运动后又以原速率返回到O点,粒子重力可忽略,π≈3,求:
(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。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3bc3c222a589911d6831c3bcaa9cd803.png)
(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。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/22/7a18f490-a75f-4a36-80a1-5d57f1885f20.png?resizew=172)
您最近一年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐3】如图,在平面直角坐标系xOy的第一、四象限内存在磁感应强度大小为
(未知)、方向垂直于坐标平面向外的匀强磁场,第二象限内存在电场强度大小为
、沿x轴正方向的匀强电场,第三象限内存在一矩形匀强磁场区域(图中未画出)。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从x轴的A点
沿y轴正方向以初速度
进入第二象限,经电场偏转从y轴上的M点进入第一象限,又经匀强磁场
从y轴上的N点
进入第三象限,途经矩形磁场区域,该矩形磁场区域的一条边与x轴重合,最后粒子返回A点且速度方向与初速度
方向相同,不计粒子重力。求:
(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。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/97c01fdc7bc471af0b264a04aef0823e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ec587d772319e43f28ce25c8652fcab2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3f4970f9269f55372f6332f478b43382.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f58888df91890a19a1aa7511d19703f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/97c01fdc7bc471af0b264a04aef0823e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3787fe6a8838a6ae66bc453d34eab698.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f58888df91890a19a1aa7511d19703f.png)
(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
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/97c01fdc7bc471af0b264a04aef0823e.png)
(3)第三象限内矩形匀强磁场区域的磁感应强度大小
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/43a71fc9c0068109dad1382354570665.png)
您最近一年使用:0次