组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 磁场 > 带电粒子在磁场中的运动 > 带电粒子在有边界磁场中运动 > 带电粒子在弧形边界磁场中运动
题型:解答题 难度:0.65 引用次数:300 题号:22704177
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)。

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解答题 | 适中 (0.65)
【推荐1】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。
2024-01-27更新 | 220次组卷
解答题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐2】如图所示,在平面内的之间的区域有水平向右的匀强间的电场,之间的电势差,在的右侧有一与x轴相切的圆形有界匀强磁场,切点分别为P点和M点,磁感应强度,方向垂直平面向外;在x轴下方足够大的空间内存在垂直平面向里的匀强磁场,磁感应强度为;在x轴下方距离为a处平行x轴放置存在垂直一长为L的一探测板,为板的中点,且在M点的正下方,在y轴上过原点放置一能均匀发射粒子的直线粒子发射源,其长度恰好等于圆形磁场的直径,发射源产生的粒子质量和电荷量均相同,初速度可视为零,经过电场加速后进入圆形磁场,偏转后全部从M点进入下方磁场区域,已知粒子质量,电荷量,不计粒子重力和粒子间的相互作用。
(1)求圆形磁场区域的半径R
(2)若,求粒子打到探测板区域的长度;
(3)若大小可以调节,调节的大小,可以使粒子恰好打满整块探测板,求此时的大小及打中探测板的粒子数占发射总粒子数的比例。
2021-02-19更新 | 1264次组卷
解答题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐3】如图所示,在xOy直角坐标系的第三象限有板间电压为U=3.0×104V的两平行金属板,板间距离和板长均为L=20cm,上极板刚好在x轴上且带正电,板的左侧有一粒子接收屏;第一、四象限分别有一半径为R=10cm的圆形匀强磁场,分别与yx轴在CD点和E点相切,磁感应强度均为B=0.4T,方向垂直纸面向外。第二象限中存在沿x轴正方向的匀强电场,电场强度为E=1.0×105V/m。其中AMx=-20cm的直线。现有许多质量为m=6.4×10-27kg、带电荷量为q=+1.6×10-19C的粒子分布在AM上的(-20cm,5cm)到(-20cm,15cm)区域,将粒子由静止释放。不考虑各场之间的相互影响、粒子的重力和粒子之间的相互作用。求:
(1)粒子进入第一象限磁场时的速度大小;
(2)粒子进入第三象限时击中y轴负半轴的范围;
(3)接收屏能接收到的粒子数占进入平行板总粒子数的百分比。
2022-09-24更新 | 539次组卷
共计 平均难度:一般