質(zhì)譜儀可用來(lái)對(duì)同位素進(jìn)行分析,其主要由加速電場(chǎng)和邊界為直線PQ的勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)組成,如圖甲所示。某次研究的粒子束是氕核和氘核組成的,粒子從靜止開始經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速后,從邊界上的O點(diǎn)垂直于邊界進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng),氕核最終到達(dá)照相底片上的M點(diǎn),已知O、M間的距離為d,氘核的質(zhì)量為氕核質(zhì)量的2倍,粒子的重力忽略不計(jì),求:
(1)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向(選答“垂直紙面向外”或“垂直紙面向里”);
(2)本次研究的粒子在照相底片上都能檢測(cè)到,照相底片的放置區(qū)域的長(zhǎng)度L至少多大;
(3)若偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的區(qū)域?yàn)閳A形,且與PQ相切于O點(diǎn),如圖乙所示,其他條件不變,要保證氘核進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后不能打到PQ邊界上(PQ足夠長(zhǎng)),求磁場(chǎng)區(qū)域的半徑R應(yīng)滿足的條件。
【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng);從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場(chǎng)中的問(wèn)題;牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問(wèn)題;動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用.
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:52引用:1難度:0.4
相似題
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1.如題圖所示,在直角坐標(biāo)系的第一象限中有一半徑為R的扇形POQ無(wú)場(chǎng)區(qū)域,第一象限剩余區(qū)域(含PQ圓弧邊界)及第四象限均存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B。大量質(zhì)量為m,帶電量為q的正粒子從圓弧PQ上各點(diǎn)沿y軸正方向以相同速度v(大小未知)射入磁場(chǎng),且所有粒子軌跡均交于Q點(diǎn)并被粒子收集盒(圖中未畫)吸收。不計(jì)粒子重力,則( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/20 13:0:2組卷:27引用:2難度:0.4 -
2.如圖所示,一粒子發(fā)射源P位于足夠大絕緣板AB的上方
處,能夠在紙面內(nèi)向各個(gè)方向發(fā)射速率為v、電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子??臻g存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),不考慮粒子間的相互作用和粒子重力,已知粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大小恰好為d,則( ?。?/h2>d2發(fā)布:2024/12/20 0:30:1組卷:365引用:6難度:0.2 -
3.如圖所示,在直角坐標(biāo)系xOy的第1、4象限內(nèi)存在方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ和Ⅱ,兩磁場(chǎng)以O(shè)P直線為界,OP直線與+x軸夾角為30°,其磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B和2B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從y軸上的N點(diǎn)沿平行于+x軸的方向射直入磁場(chǎng)Ⅰ;一段時(shí)間后,該粒子在OP邊界上某點(diǎn)以垂直于OP的方向射入磁場(chǎng)Ⅱ,最后粒子射出磁場(chǎng)。則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/24 0:0:3組卷:282引用:1難度:0.6
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