如圖所示，某創(chuàng)新小組設(shè)計了一個質(zhì)譜儀，由粒子源、加速器、速度選擇器、有界磁場及探測板等組成。速度選擇器兩端中心位置O、O'各有一個小孔，選擇器內(nèi)部磁感應(yīng)強度為B1。以O(shè)'為原點，OO'為x軸建立平面直角坐標(biāo)系。在第一象限區(qū)域和第四象限部分區(qū)域存在磁感應(yīng)強度大小為B2、方向垂直紙面向里的勻強磁場，第四象限內(nèi)磁場邊界為經(jīng)過O'點的直線。探測板足夠長且與y軸垂直，其左端C的坐標(biāo)為（0，-3a）。某種帶電粒子流經(jīng)加速器加速后，沿AO從O點進入速度選擇器，單位時間內(nèi)有N0個粒子從O'沿x軸方向進入右側(cè)磁場，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后，均垂直打在探測板上的P、Q（未畫出）之間，落在板上的粒子在P、Q間均勻分布，并且全部被吸收，其中速度大小為v0的粒子沿直線OO'經(jīng)選擇器后打在探測板P點上。已知粒子的質(zhì)量為m,B1=B2=B，CP=a,CQ=2a；不計粒子的重力及粒子間的相互作用，求：
（1）粒子的比荷；
（2）第四象限磁場下邊界的函數(shù)關(guān)系式；
（3）探測板受到粒子的總作用力大小；
（4）速度選擇器兩極板間距。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：154引用：3難度：0.2
相似題
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1．質(zhì)譜儀的基本構(gòu)造如圖所示。質(zhì)量為m （待測的）、帶電量為q的離子束由靜止經(jīng)加速電場后，進入速度選擇器，速度選擇器中有相互垂直的電場強度為E的勻強電場和磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，之后進入磁感應(yīng)強度為B′的勻強磁場區(qū)域發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
（1）若該離子的偏轉(zhuǎn)距離為l,求離子的質(zhì)量m；
（2）求加速電場的電壓；
（3）在一次實驗中16O離子的偏轉(zhuǎn)距離為29.20cm,另一種帶電量相同的氧的同位素離子的偏轉(zhuǎn)距離為32.86cm。已知16O離子的質(zhì)量為16.00u（u為原子質(zhì)量單位），求另一種同位素離子的質(zhì)量（保留兩位小數(shù)，用原子質(zhì)量單位u表示）。發(fā)布：2024/11/7 8:0:2組卷：49引用：2難度：0.5 -
2．如圖為質(zhì)譜儀的原理示意圖，電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子從靜止開始經(jīng)過電勢差為U的加速電場后進入粒子速度選擇器，選擇器中存在相互垂直的勻強電場和勻強磁場，勻強電場的場強為E、方向水平向右．已知帶電粒子能夠沿直線穿過速度選擇器，從G點垂直MN進入偏轉(zhuǎn)磁場，該偏轉(zhuǎn)磁場是一個以直線MN為邊界、方向垂直紙面向外的勻強磁場．帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場后，最終到達照相底片的H點．可測量出G、H間的距離為l.帶電粒子的重力可忽略不計．求
（1）粒子從加速電場射出時速度ν的大?。?br />（2）粒子速度選擇器中勻強磁場的磁感應(yīng)強度B1的大小和方向．
（3）偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強度B2的大?。?/h2>發(fā)布：2024/9/14 5:0:10組卷：365引用：19難度：0.5 -
3．甲、乙、丙、丁四幅圖分別是回旋加速器、磁流體發(fā)電機、速度選擇器、霍爾元件的結(jié)構(gòu)示意圖，圖丁中元件的導(dǎo)電粒子是自由電子。下列說法中正確的是（ ?。?br />
發(fā)布：2024/9/29 0:0:1組卷：164引用：2難度：0.5
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