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如圖甲所示、粒子源能源源不斷地產(chǎn)生一種比荷為
q
m
的帶正電粒子，帶電粒子從粒子源飛出時(shí)的速度可忽略不計(jì)。帶電粒子離開粒子源后進(jìn)入一電壓為U₀的加速電場，之后進(jìn)入長為L、兩板間距離
d
=
3
3
L的平行金屬板，并從兩板正中間射入金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場，帶電粒子恰好從下極板的邊緣射出偏轉(zhuǎn)電場，然后進(jìn)入邊界為AB、PQ的均勻交變磁場中，磁場寬度也為L。邊界PQ為一感應(yīng)擋板，交變磁場的變化規(guī)律如圖乙所示，規(guī)定垂直紙面向里為磁場的正方向。在t=0時(shí)刻進(jìn)入磁場的帶電粒子在磁場中的運(yùn)動時(shí)間為交變磁場的一個(gè)周期，并且射出磁場時(shí)垂直打在擋板PQ上。（不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用，電場、磁場的邊界均為理想邊界）求

（1）帶電粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度大??；
（2）偏轉(zhuǎn)電場的電場強(qiáng)度：
（3）交變磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。

【考點(diǎn)】帶電粒子由磁場進(jìn)入電場中的運(yùn)動；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的圓周運(yùn)動；牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題；從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場中的問題．

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：73引用：1難度：0.4

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1．半導(dǎo)體摻雜是集成電路生產(chǎn)中最基礎(chǔ)的工作，某公司開發(fā)的第一代晶圓摻雜機(jī)主要由三部分組成：離子發(fā)生器，控制器和標(biāo)靶。簡化模型如圖所示，離子發(fā)生器產(chǎn)生電量為+q,質(zhì)量為m的離子，以足夠大速度v₀沿電場的中央軸線飛入電場；控制器由靠得很近的平行金屬板A、B和相互靠近的兩個(gè)電磁線圈構(gòu)成（忽略邊緣效應(yīng)），極板A、B長為L₁，間距為d,加上電壓時(shí)兩板間的電場可當(dāng)作勻強(qiáng)電場，兩電磁線圈間的圓柱形磁場可以當(dāng)作勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流的關(guān)系B=kI，k為常數(shù)，勻強(qiáng)電場與（柱形）勻強(qiáng)磁場的中軸線互相垂直相交，磁場橫截面的半徑為r₀；標(biāo)靶是半徑為R的單晶硅晶圓，并以晶圓圓心為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立Oxy正交坐標(biāo)系。晶圓與勻強(qiáng)電場的中軸線垂直，與勻強(qiáng)磁場的中軸線平行，且與勻強(qiáng)電場中心和柱形勻強(qiáng)磁場中軸線的距離分別為L₂和L₃，其中R=
3
L
3
。U_AB=0，I=0時(shí)，離子恰好打到晶圓的（0，0）點(diǎn)。
（1）當(dāng)I=0，U_AB=U₁時(shí)，離子恰好能打到（0，-R）點(diǎn)，求U₁的值。
（2）當(dāng)U_AB=0，I=I₁時(shí)，離子能打到點(diǎn)（R，0），求I₁的值。
（3）試導(dǎo)出離子打到晶圓上位置（x,y）與U_AB和I的關(guān)系式。（提示：tanθ=
2
tan
θ
2
1
-
tan
2
θ
2
）
發(fā)布：2024/11/12 19:30:1組卷：282引用：3難度：0.1
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