如图所示是质谱仪的结构简化图。在速度选择器上方存在有界磁场区域,该区域上边界为直线,下边界由直线
、半圆
、直线
组成,
共线,
与上边界平行且相距为
之间放置足够长的照相底片,包含边界在内该区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。粒子源发射出质量为
、电荷量为
的粒子恰能沿直线通过速度选择器,并从距离
点
的小空隙
竖直向上射入磁场区域,并全部打在照相底片上。已知速度选择器中磁感应强度大小为
,电场强度大小为
,不计粒子重力,求∶
(1)粒子进入有界磁场区域时的速度大小;
(2)有界磁场区域所加磁场的磁感应强度的大小范围。
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(1)粒子进入有界磁场区域时的速度大小;
(2)有界磁场区域所加磁场的磁感应强度的大小范围。
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更新时间:2024-01-27 10:29:34
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适中
(0.65)
【推荐1】如图所示,真空中半径为
的圆形区域内存在一方向垂直于纸面的匀强磁场.间距
的平行金属板M、N间有一匀强电场,N板与磁场边界相切.现有一带正电的粒子从M板上的P孔由静止释放,经电场加速后,以
的速度通过N板上的小孔Q垂直进入磁场,离开磁场时,速度方向向左偏转了60°,已知点P、Q、O在同一竖直线上,粒子的比荷
,不计重力及相对论效应.求:
(1)M、N两板间的电压U;
(2)磁感应强度B的大小和方向;
(3)粒子从释放到离开圆形磁场区域,经历的总时间(保留2位有效数字).
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(1)M、N两板间的电压U;
(2)磁感应强度B的大小和方向;
(3)粒子从释放到离开圆形磁场区域,经历的总时间(保留2位有效数字).
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解答题
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适中
(0.65)
名校
【推荐2】如图所示,两个圆心都在O点的同心圆半径分别为r和
r,两圆之间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。质量为m、带电量为+q的粒子经加速电场从静止加速后恰好从外圆边界的P点沿外圆切线射入磁场区域,经磁场偏转后恰好经过内圆的Q点,P、O连线垂直于Q、O连线。不计粒子的重力。求:
(1)粒子在磁场中运动的速率和时间;
(2)使该粒子在磁场中做完整的圆周运动,加速电压的取值范围。
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(1)粒子在磁场中运动的速率和时间;
(2)使该粒子在磁场中做完整的圆周运动,加速电压的取值范围。
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适中
(0.65)
【推荐1】半导体有着广泛的应用,人们通过离子注入的方式优化半导体以满足不同的需求。其原理简化如图所示,Ⅰ区域为速度选择器,存在着互相垂直的匀强电场和匀强磁场,电场强度大小为E,磁感应强度大小为
;Ⅱ域为磁感应强度大小可调的匀强磁场,其边界
是边长为2L的正方形。一长度为L的半导体材料放在
边上,下端与C点重合,上端为F点。一束正离子流从狭缝
射入速度选择器,沿着直线通过速度选择器,并从
边的中点
垂直
边射入Ⅱ区域。已知每个离子的电量均为q,质量均为m,不考虑离子重力以及离子间的相互作用。
(1)求离子从
射入的速度大小v;
(2)若离子打在F点,求Ⅱ区域的磁感应强度大小
。
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(1)求离子从
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(2)若离子打在F点,求Ⅱ区域的磁感应强度大小
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适中
(0.65)
名校
【推荐2】如图,电源电动势
,内阻
,电阻
,
。水平放置的平行板电容器的电容
,两极板A、B间的距离
。闭合开关S,等待电路稳定。
(1)求电容器的两极板间的电压
、电场强度
及电容器所带电量Q;
(2)若要带电粒子(不计重力)能以
的速度从左向右水平匀速通过电容器,可在两极板间加一与速度垂直的磁场,求此磁场的方向和大小;
(3)有一电荷量
的带正电小球(可视为质点)从B板上的小孔以初速度
竖直向上射入两板间,并恰好到达A板,求带电小球的质量m。
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d7df0f34faefabde5a676e575d5f1740.png)
(1)求电容器的两极板间的电压
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(2)若要带电粒子(不计重力)能以
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(3)有一电荷量
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】如图为实验室筛选带电粒子的装置示意图。加速器金属板M、N竖直放置,两板中心开有小孔,板间电压为U1.加速器右侧为一速度选择器,金属板E、F中有正交的匀强电场和匀强磁场,磁场垂直纸面向里,磁感应强度大小为B1,电场方向未画出。速度选择器右端有一个圆心为O,半径为R的绝缘圆筒,圆筒某一横截面在粒子运动所在的竖直面内,在该横截面内圆筒上有三个等间距的小孔A、B、C,圆筒内存在着垂直纸面向里的匀强磁场。现有一带电量为+q,质量为m的粒子(重力忽略不计),由静止经过加速器加速后恰能沿直线通过速度选择器,最终从A孔正对圆筒横截面圆心O射入圆筒。求:
(1)离开加速器的速度大小;
(2)速度选择器中电场强度的大小;
(3)若粒子进入绝缘圆筒后,直接从B点射出,则圆筒内的磁感应强度B2为多大;
(4)为了使粒子从B点射出后能从C点返回筒内,可在圆筒外PQ直线右侧加一垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B3,若粒子在运动中与圆筒壁碰撞,将以原速率反弹,求B3可能的大小。
(1)离开加速器的速度大小;
(2)速度选择器中电场强度的大小;
(3)若粒子进入绝缘圆筒后,直接从B点射出,则圆筒内的磁感应强度B2为多大;
(4)为了使粒子从B点射出后能从C点返回筒内,可在圆筒外PQ直线右侧加一垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B3,若粒子在运动中与圆筒壁碰撞,将以原速率反弹,求B3可能的大小。
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