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離子源、加速器、速度選擇器、質(zhì)譜儀是粒子探測(cè)中常用的四種儀器。如圖甲所示的裝置中,離子源M能產(chǎn)生初速度可視為零的兩種正離子,經(jīng)同一勻強(qiáng)電場(chǎng)加速后從S點(diǎn)垂直射入一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,該磁場(chǎng)上下兩部分的寬度均為d,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反。兩離子從界面I1分別射出,出射點(diǎn)與入射點(diǎn)間的水平距離分別為x1和x2。
(1)測(cè)得x1:x2=1:2,求這兩種離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1和t2的比值;
(2)通常情況下,離子源M產(chǎn)生的離子初速度是多值且不可忽略的,科學(xué)家們?yōu)榉奖阊芯吭谘b置的虛線(xiàn)方框位置又加入一個(gè)速度選擇器,請(qǐng)你描繪出乙圖速度選擇器模型中的電場(chǎng)和磁場(chǎng)。在速度選擇器中我們定義A=
E
B
(E、B為電場(chǎng)和磁場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)),且A的大小是連續(xù)可調(diào)的。若某次探測(cè)科學(xué)家增強(qiáng)了加速電場(chǎng),把A調(diào)到一個(gè)恰當(dāng)?shù)闹岛螅贗2界面第一次觀(guān)察到有離子射出,但只要微微調(diào)小A的值,兩種離子便恢復(fù)從界面I1射出,求:在這種狀態(tài)下,當(dāng)兩離子分別從I1、I2界面射出時(shí),兩個(gè)出射點(diǎn)間的水平距離;
(3)繼續(xù)增強(qiáng)加速電場(chǎng),把A另調(diào)到某一個(gè)數(shù)值后,恰能觀(guān)察到兩種離子都從I2界面射出,但只要微微調(diào)小A的值,一種離子便恢復(fù)從界面I1射出,求:在這種狀態(tài)下,當(dāng)兩離子都從I2界面射出時(shí),兩種離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t3和t4的比值。

【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:124引用:1難度:0.2
相似題
  • 1.如圖1所示,在xOy坐標(biāo)系中,兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng),極板長(zhǎng)度和板間距均為l,緊靠極板的右邊緣的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域由ΔAB0和矩形0BCD構(gòu)成,其中∠OAB=60°,OD=OA.磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向里,D、A位于y軸上。位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸向右接連發(fā)射質(zhì)量為m,電荷量為+q、速度相同的帶電粒子,現(xiàn)在0~3t0時(shí)間內(nèi)兩板間加上如圖2所示的電壓,已知t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的粒子,在t0時(shí)刻射入磁場(chǎng)時(shí),恰好不會(huì)從磁場(chǎng)邊界射出磁場(chǎng)區(qū)域且圓心在x軸上,上述l、m、q、t0為已知量,U0=
    m
    l
    2
    q
    t
    0
    2
    ,不考慮P、Q兩板電壓的變化對(duì)磁場(chǎng)的影響,也不考慮粒子的重力及粒子間的相互影響,求:
    (1)t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度;
    (2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及磁場(chǎng)區(qū)域的面積;
    (3)t=t0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。

    發(fā)布:2024/12/30 0:0:1組卷:80引用:2難度:0.7
  • 2.如圖,半徑為d的圓形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)垂直圓所在的平面。一帶電量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子從圓周上a點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)圓心O射入磁場(chǎng),從b點(diǎn)折射出來(lái),若α=60°,則帶電粒子射入磁場(chǎng)的速度大小為( ?。?/h2>

    發(fā)布:2025/1/6 0:30:5組卷:272引用:2難度:0.6
  • 3.如圖所示,三角形ABC內(nèi)有垂直于三角形平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),AB邊長(zhǎng)為L(zhǎng),∠CAB=30°,∠B=90°,D是AB邊的中點(diǎn)?,F(xiàn)在DB段上向磁場(chǎng)內(nèi)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(diǎn)射入的粒子恰好能垂直AC邊射出磁場(chǎng),則AC邊上有粒子射出的區(qū)域長(zhǎng)度為( ?。?/h2>

    發(fā)布:2025/1/3 0:30:3組卷:301引用:1難度:0.5
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