如图甲所示,某种离子分析器由加速区、偏转区和检测区组成,分别分布在第Ⅲ、Ⅱ、I象限内。在加速通道内分布着沿y轴负方向的匀强电场,场强大小 在 范围内调节;在偏转通道内分布着垂直xOy坐标平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小 随E₁的变化而变化;在检测区内,分布着匀强电场或磁场,检测区内适当位置放有长为2L的检测板。在坐标为(-L,-1.5L)的A处有一离子源,可连续释放质量为m、电荷量为 的离子(释放时的速度可视为零),离子沿直线到达坐标为(-L,0)的小孔 C,再经偏转区后从坐标为(0,L)的小孔D 进入检测区,打在检测板上。三个区域的场互不影响,不计离子的重力及其间的相互作用。
(1)要保证所有的离子都能从C孔出来后从D孔进入检测区,试推导磁感应强度大小 随场强E₁变化的关系式;
(2)如图乙所示,将检测板左端放在D孔上沿,板面与x轴正方向的夹角检测区内加沿y轴负方向、场强大小 的匀强电场,在满足(1)的条件下,
①求检测板上收集到离子记录线的长度;
②调整θ角使检测板上收集到离子的记录线最长,求此记录线的长度及调整后的角度正弦值;
(3)如图丙所示,检测板与y轴平行,并可沿x轴及y轴平移。检测区内加垂直xOy坐标平面向里的磁场,磁感应强度大小 沿x轴均匀变化,即 (k为大于零的常量),在满足(1)的条件下,要使检测板能收集到离子,求检测板x坐标的最大值。
(1)要保证所有的离子都能从C孔出来后从D孔进入检测区,试推导磁感应强度大小 随场强E₁变化的关系式;
(2)如图乙所示,将检测板左端放在D孔上沿,板面与x轴正方向的夹角检测区内加沿y轴负方向、场强大小 的匀强电场,在满足(1)的条件下,
①求检测板上收集到离子记录线的长度;
②调整θ角使检测板上收集到离子的记录线最长,求此记录线的长度及调整后的角度正弦值;
(3)如图丙所示,检测板与y轴平行,并可沿x轴及y轴平移。检测区内加垂直xOy坐标平面向里的磁场,磁感应强度大小 沿x轴均匀变化,即 (k为大于零的常量),在满足(1)的条件下,要使检测板能收集到离子,求检测板x坐标的最大值。
2024·浙江温州·三模 查看更多[2]
更新时间:2024-05-21 07:58:28
|
相似题推荐
解答题
|
较难
(0.4)
【推荐1】如图所示,在xOy平面内,位于原点O的放射源向各方向均匀发出速率为v0的带正电粒子,粒子的质量均为m、电荷量均为q。在直线下方分布着一个左右足够宽、方向沿y轴正向的匀强电场E;在直线上方有一平行于x轴的感光板MN,直线和MN之间区域有左右足够宽、方向垂直于纸平面向里的匀强磁场,磁感应强度为。粒子第一次离开电场上边界时,能够到达的最右侧位置为,不计粒子重力以及粒子间的相互作用,只考虑每个粒子在电场中和磁场中各运动一次。
(1)求电场强度的大小E;
(2)若要求所有粒子都不能打在感光板MN上,则MN与x轴的最小距离h1是多大?
(3)若要求所有粒子都能打在感光板MN上,则MN与x轴的最大距离h2是多大?当MN与x轴的距离为时,MN板上被粒子击中的长度是多少?
(1)求电场强度的大小E;
(2)若要求所有粒子都不能打在感光板MN上,则MN与x轴的最小距离h1是多大?
(3)若要求所有粒子都能打在感光板MN上,则MN与x轴的最大距离h2是多大?当MN与x轴的距离为时,MN板上被粒子击中的长度是多少?
您最近一年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
【推荐2】如图所示,在直角坐标系xoy平面第一、二象限内有两个电场强度大小均为E的匀强电场Ⅰ和Ⅱ,两个电场的边界分别是边长为L的正方形oabc和oced,匀强电场Ⅰ的场强方向沿x轴正方向,匀强电场Ⅱ的场强方向沿y轴正方向,第三象限内有垂直平面向外的匀强磁场,磁场边界线为半径为L的半圆,d为圆心。在电场Ⅰ区域内适当位置由静止释放一个电子,电子经电场Ⅱ进入磁场区域,已知电子质量为m,电量为e,重力忽略不计。
(1)要使电子恰能从d点离开电场,求释放点坐标满足的关系式:
(2)从第一象限内坐标为的位置由静止释放电子,发现电子离开磁场时速度方向恰好沿x轴正方向。求磁感应强度B的大小及电子在电场和磁场中运动的总时间t。
(1)要使电子恰能从d点离开电场,求释放点坐标满足的关系式:
(2)从第一象限内坐标为的位置由静止释放电子,发现电子离开磁场时速度方向恰好沿x轴正方向。求磁感应强度B的大小及电子在电场和磁场中运动的总时间t。
您最近一年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐3】如图所示,在绝缘水平面上方,有两个边长 d=0.2m 的正方形区域 I、Ⅱ,其中区域 I 中存在水平向右的大小 E1=30N/C 的匀强电场、区域Ⅱ中存在竖直向上的大小 E2=150N/C 的匀强电场。现有一可视为质点的质量 m=0.3kg 的滑块,以 v0=1m/s 的初速度从区域 I 边界上的 A 点进入电场,经过一段时间后,滑块从区域 II 边界上的 D 点离开电场(D 点未画出),滑块的电荷量 q=+0.1C,滑块与水平面间的动摩擦因数 μ=0.75,重力加速度取 g=10m/s2。问:
(1)滑块进入区域 II 时的速度是多少?
(2)D 点与 A 点的水平距离、竖直距离分别为多少?
(1)滑块进入区域 II 时的速度是多少?
(2)D 点与 A 点的水平距离、竖直距离分别为多少?
您最近一年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
【推荐1】现有一可以测定有机化合物分子结构的质谱仪,其结构示意图如图所示。样品室内的有机物气体分子先通过离子化室,离子化成初速度可以忽略不计的正离子,再经过电压为U的高压电源区加速后,穿过磁感应强度大小为B、界面半径为R的圆形匀强磁场区。从高压电源区离开的离子,其初速度指向磁场区的圆心O且水平,最终打在总长度为、水平放置的平板记录仪上,通过测量可得出离子比荷,从而推测有机物的分子结构。已知记录仪的中点点正好位于O点正下方,记录仪两端为磁场区半径延长线上的点,长度为。不计离子重力和离子间的相互作用。
(1)求高压电源区两极板中接电源正极的极板和圆形磁场区内匀强磁场的方向;
(2)求打在记录仪上点的离子的比荷;
(3)求记录仪上能收集到的离子的比荷范围。
(1)求高压电源区两极板中接电源正极的极板和圆形磁场区内匀强磁场的方向;
(2)求打在记录仪上点的离子的比荷;
(3)求记录仪上能收集到的离子的比荷范围。
您最近一年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐2】现有一质谱仪,其结构示意图如图所示。样品室内的有机物气体分子先通过离子化室,离子化成初速度可以忽略不计的正离子,再经过电压为U的高压电源区加速后,穿过半径为R的圆形匀强磁场区。从高压电源区离开的离子,其初速度沿水平方向且指向磁场区的圆心O,最终打在总长度为2R、水平放置的平板记录仪上,通过测量可得出离子比荷,从而推测有机物的分子结构。已知打在记录仪的中点O′上的离子在磁场中的运动时间为t,O′点正好位于O点正下方,OO′长度为,记录仪两端为磁场区半径延长线上的点。不计离子重力和离子间的相互作用。求:
(1)打在O′点的离子的速度大小v;
(2)圆形磁场区的磁感应强度大小B;
(3)打在记录仪上最右侧的离子的比荷。
(1)打在O′点的离子的速度大小v;
(2)圆形磁场区的磁感应强度大小B;
(3)打在记录仪上最右侧的离子的比荷。
您最近一年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
【推荐3】如图甲所示,在无限长的竖直边界NS和MT间上、下部分分别充满方向垂直于 NSTM平面向外和向内的匀强磁场,磁感应强度大小分别为 B1=B 和B2=B,KL为上下磁场的水平分界线,在NS和MT边界上,P、Q点距KL高为d,NS和MT间距为5d。质量为m、带电量为+q的粒子从粒子源飘出(初速视为 0),经电场加速后从P点垂直于NS边界射入磁场区域,粒子源单位时间内发出的粒子数恒定,加速电压u如图乙所示周期性变化,重力忽略不计,粒子在电场中加速时间极短可忽略不计,不考虑粒子间相互作用力与碰撞,粒子运动到与边界相切时仍能返回磁场。(题中可认为 sin37°=0.6,sin53°=0.8)
(1)在进入电场的粒子 恰好能垂直 KL 经过磁场边界,求加速电压的最大值U0;
(2)当加速电压为 U1时,粒子恰好不从 NS边界飞出,求 U1的值;
(3)求在时间 0~T内发射的粒子中,从NS 边界飞出的粒子数占总粒子数的比例η。
(1)在进入电场的粒子 恰好能垂直 KL 经过磁场边界,求加速电压的最大值U0;
(2)当加速电压为 U1时,粒子恰好不从 NS边界飞出,求 U1的值;
(3)求在时间 0~T内发射的粒子中,从NS 边界飞出的粒子数占总粒子数的比例η。
您最近一年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐1】利用电磁场控制带电粒子的运动路径,在现代科学实验和技术设备中有着广泛应用。如图所示,一粒子源不断释放质量为m、带电量为、初速度为的带电粒子,经可调电压U加速后,从O点沿OQ方向入射长方体空间区域。已知长方体OM、边的长度均为d,OQ的长度为。不计粒子的重力及其相互作用。
(1)若加速电压且空间区域加沿方向的匀强电场,使粒子经过点,求此匀强电场电场强度的大小;
(2)若加速电压变化范围是,空间区域加沿方向的匀强磁场,使所有粒子由MP边出射,求此匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)若加速电压为,空间区域加(2)问的匀强磁场,粒子到达O点时加方向沿、大小为的匀强电场,一段时间后撤去电场,粒子经过点,求电场存在的时间。
(1)若加速电压且空间区域加沿方向的匀强电场,使粒子经过点,求此匀强电场电场强度的大小;
(2)若加速电压变化范围是,空间区域加沿方向的匀强磁场,使所有粒子由MP边出射,求此匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)若加速电压为,空间区域加(2)问的匀强磁场,粒子到达O点时加方向沿、大小为的匀强电场,一段时间后撤去电场,粒子经过点,求电场存在的时间。
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,在xOy平面内,x轴上方有倾斜的匀强电场E1(未知),x轴下方有一垂直xOy平面向外的匀强磁场(磁感应强度大小为B)和一水平向右的匀强电场E2(未画出)。质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子从y轴上M点以速度v0垂直电场E1的方向进入第一象限,经过t时间,粒子从x轴上N点以速度2v0进入磁场区域,粒子在N点的速度方向与x轴正方向的夹角和电场E1方向与y轴负方向的夹角相等。已知电场强度大小E2=Bv0,不计粒子重力。求:
(1)匀强电场E1的电场强度大小和电场E1方向与y轴负方向的夹角;
(2)O、N两点间的距离;
(3)粒子从N点射入磁场到离y轴最远的过程中,匀强电场E2对粒子做的功。
(1)匀强电场E1的电场强度大小和电场E1方向与y轴负方向的夹角;
(2)O、N两点间的距离;
(3)粒子从N点射入磁场到离y轴最远的过程中,匀强电场E2对粒子做的功。
您最近一年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
【推荐3】如甲所示,空间存在一范围足够大、方向垂直于竖直平面xOy向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。让质量为m,电荷量为q(q>0)的粒子从坐标原点O沿xOy平面入射。不计粒子重力,重力加速度力g。
(1)若该粒子沿y轴负方向入射后,恰好能经过x轴上的A(a,0)点,求粒子速度v0的大小;
(2)若该粒子以速度v沿y轴负方向入射的同时,一不带电的小球从x轴上方某一点平行于x轴向右抛出,二者经过时间恰好相遇,求小球抛出点的纵坐标;
(3)如图乙所示,在此空间再加入沿y轴负方向、大小为E的匀强电场,让该粒子改为从O点静止释放,研究表明:粒子在xOy平面内将做周期性运动,其周期,且在任一时刻,粒子速度的水平分量vx与其所在位置的y轴坐标绝对值的关系为。若在粒子释放的同时,另有一不带电的小球从x轴上方某一点平行于x轴向右抛出,二者经过时间恰好相遇,求小球抛出点的纵坐标。
(1)若该粒子沿y轴负方向入射后,恰好能经过x轴上的A(a,0)点,求粒子速度v0的大小;
(2)若该粒子以速度v沿y轴负方向入射的同时,一不带电的小球从x轴上方某一点平行于x轴向右抛出,二者经过时间恰好相遇,求小球抛出点的纵坐标;
(3)如图乙所示,在此空间再加入沿y轴负方向、大小为E的匀强电场,让该粒子改为从O点静止释放,研究表明:粒子在xOy平面内将做周期性运动,其周期,且在任一时刻,粒子速度的水平分量vx与其所在位置的y轴坐标绝对值的关系为。若在粒子释放的同时,另有一不带电的小球从x轴上方某一点平行于x轴向右抛出,二者经过时间恰好相遇,求小球抛出点的纵坐标。
您最近一年使用:0次