當(dāng)前位置： 2022-2023學(xué)年北京市八一學(xué)校高二（上）期末物理試卷> 試題詳情

XCT是計(jì)算機(jī)X射線斷層掃描技術(shù)的簡稱，XCT掃描機(jī)可用于對多種病情的探測。圖甲是某種XCT機(jī)主要部分的剖面圖，其中產(chǎn)生X射線部分的示意圖如圖乙所示。圖乙中M、N之間有一加速電場，電子束經(jīng)電場加速后，沿中點(diǎn)進(jìn)入虛線框內(nèi)的勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)場S：經(jīng)調(diào)節(jié)后電子從靜止開始沿帶箭頭的實(shí)線所示的方向前進(jìn)，打到水平圓形靶臺上的中心點(diǎn)P，產(chǎn)生X射線（如圖中帶箭頭的虛線所示）。已知電子的質(zhì)量為m,帶電荷量為e,MN兩端的電壓為U₀，偏轉(zhuǎn)場區(qū)域水平和豎直寬度均為L₀，靶臺中心P點(diǎn)距離偏轉(zhuǎn)場右邊界的水平距離為1.5L₀。忽略電子的重力影響，不考慮電子間的相互作用及電子進(jìn)入加速電場時(shí)的初速度，不計(jì)空氣阻力。

（1）若偏轉(zhuǎn)場S為豎直向上的勻強(qiáng)電場，當(dāng)所加偏轉(zhuǎn)電場強(qiáng)度為E時(shí)，電子能夠恰好能擊中P點(diǎn)，求此時(shí)MN中電子束距離靶臺的豎直高度H；
（2）若偏轉(zhuǎn)場S為垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，若使電子束恰好沿下邊界射出偏轉(zhuǎn)場S，并恰好能夠擊中P點(diǎn)，求此時(shí)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，以及MN中電子束距離靶臺的豎直高度H′。

【考點(diǎn)】帶電粒子由磁場進(jìn)入電場中的運(yùn)動；從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場中的問題；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的圓周運(yùn)動．

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：64引用：1難度：0.2

相似題

1．如圖甲所示，邊長為L的正方形區(qū)域abcd位于豎直平面內(nèi)，ab邊水平。該區(qū)域內(nèi)有周期性變化的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，以平行ad向下為電場的正方向，垂直紙面向里為磁場的正方向，電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖像分別如圖乙和圖丙所示，圖中E₀、B₀、T均未知。質(zhì)量為m、帶電量為+q的帶電顆粒（可視為質(zhì)點(diǎn)）源源不斷地從ad邊中點(diǎn)O以某一恒定初速度沿水平方向射入電場，若t=0時(shí)刻射入電場的顆粒，經(jīng)
T
2
時(shí)間后從c點(diǎn)離開電場，t=
T
2
時(shí)刻射入電場的顆粒，在電磁場中做勻速圓周運(yùn)動，t=
T
8
時(shí)刻射入電場的顆粒從dc邊射出電磁場時(shí)到c點(diǎn)的距離為
7
32
L。顆粒重力不能忽略，不計(jì)顆粒之間的相互作用，重力加速度為g。求：

（1）顆粒射入電場時(shí)的初速度v₀大??；
（2）B₀的大小。
發(fā)布：2024/10/17 0:0:1組卷：31引用：1難度：0.3
解析
2．如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系xOy,第二象限內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，第三象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場。M、N兩個(gè)豎直平行金屬板之間的電壓為U，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子（不計(jì)粒子重力）從靠近N板的S點(diǎn)由靜止開始做加速運(yùn)動，從電場的右邊界y軸上的A點(diǎn)水平向左垂直于y軸射入電場，經(jīng)x軸上的C點(diǎn)與x軸負(fù)方向成θ=60°角進(jìn)入磁場，最后從y軸上的D點(diǎn)垂直于y軸射出磁場，求：
（1）A、C兩點(diǎn)間的電勢差U_AC和粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑r；
（2）粒子從A點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)所用時(shí)間和從C點(diǎn)運(yùn)動到D點(diǎn)所用時(shí)間的比值。
發(fā)布：2024/10/19 0:0:1組卷：68引用：2難度：0.6
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3．“太空粒子探測器”是安裝在國際空間站上的一種探測宇宙射線的試驗(yàn)設(shè)備，由加速裝置、偏轉(zhuǎn)裝置和收集裝置三部分組成。其簡化原理圖如圖所示，兩個(gè)同心扇形圓弧面PQ、MN之間存在輻射狀的加速電場，方向由內(nèi)弧面指向外弧面，圓心為O，兩弧面間的電勢差為U，右側(cè)邊長為L的正方形邊界abcd內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，其大小為B（可調(diào)節(jié)），O點(diǎn)為ad邊界的中點(diǎn)，PO、QO與ad邊界的夾角均為30°。假設(shè)太空中質(zhì)量為m、電荷量為e的帶負(fù)電粒子，均能均勻地吸附到外弧面PQ的右側(cè)面上，由靜止經(jīng)電場加速后穿過內(nèi)弧面均從O點(diǎn)進(jìn)入磁場，不計(jì)粒子重力、粒子間的作用力及碰撞，下列說法正確的是（　　）

A．粒子到達(dá)O點(diǎn)時(shí)的速率

B．若從O點(diǎn)垂直于ad邊界射入磁場的粒子恰能從c點(diǎn)離開，則

C．若沿PO方向射入磁場的粒子恰好從d點(diǎn)射出磁場，此時(shí)

D．若要求外弧面PQ上所有的粒子均從cd邊射出磁場，則B值的取值范圍為

（

）

＜

發(fā)布：2024/10/26 23:0:1組卷：74引用：1難度：0.7

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