如圖所示為一離子收集裝置，PQ為收集區(qū)域，OP=PQ=L．現讓電荷量均為+q、質量不同的離子從裝置下方的S1小孔飄入電勢差為U0的加速電場，然后依次經過S2、O上孔，沿著與OP邊界垂直的方向進入磁感應強度為B的勻強磁場中，最后打在PQ收集區(qū)域，勻強磁場方向垂直紙面向外。某次收集時發(fā)現，PQ左側34區(qū)域PN損壞，無法收集離子，但右側14區(qū)域NQ仍能正常收集離子。在適當調節(jié)加速電壓后，原本打在PN區(qū)域的離子即可在NQ區(qū)域進行收集。離子的重力及離子間的相互作用均忽略不計。
（1）求原本打在PQ中點的離子質量m；
（2）為使原本打在PQ中點的離子能打在NQ區(qū)域，求加速電壓U的取值范圍；
（3）為了在NQ區(qū)域能將原本打在PN區(qū)域的所有離子全部收集，求需要調節(jié)U的最少次數；（取lg2=0.301，lg7=0.845）
（4）只調節(jié)一次U后，再通過不斷調節(jié)離子入射的方向，也能使原本打在PN區(qū)域的所有離子在NQ區(qū)域得到收集，當入射方向與垂直O(jiān)P方向的夾角從0緩慢調節(jié)到θ時，恰好完成全部離子的收集，求cosθ的值。
3
4
1
4
【答案】見試題解答內容
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權屬菁優(yōu)網所有，未經書面同意，不得復制發(fā)布。
發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：199難度：0.2
相似題
-
1．如圖，半徑為d的圓形區(qū)域內有磁感應強度為B的勻強磁場，磁場垂直圓所在的平面。一帶電量為q、質量為m的帶電粒子從圓周上a點對準圓心O射入磁場，從b點折射出來，若α=60°，則帶電粒子射入磁場的速度大小為（ ?。?/h2>發(fā)布：2025/1/6 0:30:5組卷：272難度：0.6 -
2．如圖所示，三角形ABC內有垂直于三角形平面向外的勻強磁場，AB邊長為L，∠CAB=30°，∠B=90°，D是AB邊的中點?，F在DB段上向磁場內射入速度大小相同、方向平行于BC的同種粒子（不考慮粒子間的相互作用和粒子重力），若從D點射入的粒子恰好能垂直AC邊射出磁場，則AC邊上有粒子射出的區(qū)域長度為（ ?。?/h2>發(fā)布：2025/1/3 0:30:3組卷：301引用：1難度：0.5 -
3．如圖1所示，在xOy坐標系中，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關于x軸對稱，極板長度和板間距均為l,緊靠極板的右邊緣的有界勻強磁場區(qū)域由ΔAB0和矩形0BCD構成，其中∠OAB=60°，OD=OA．磁場方向垂直于xOy平面向里，D、A位于y軸上。位于極板左側的粒子源沿x軸向右接連發(fā)射質量為m,電荷量為+q、速度相同的帶電粒子，現在0～3t0時間內兩板間加上如圖2所示的電壓，已知t=0時刻進入兩板間的粒子，在t0時刻射入磁場時，恰好不會從磁場邊界射出磁場區(qū)域且圓心在x軸上，上述l、m、q、t0為已知量，U0=
，不考慮P、Q兩板電壓的變化對磁場的影響，也不考慮粒子的重力及粒子間的相互影響，求：ml2qt02
（1）t=0時刻進入兩板間的帶電粒子射入磁場時的速度；
（2）勻強磁場的磁感應強度的大小及磁場區(qū)域的面積；
（3）t=t0時刻進入兩板間的帶電粒子在勻強磁場中運動的時間。
發(fā)布：2024/12/30 0:0:1組卷：83難度：0.7