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菁優(yōu)網(wǎng)科學(xué)研究的過(guò)程中常利用電磁場(chǎng)來(lái)控制帶電粒子的軌跡。如圖所示,在xOy平面第Ⅲ象限存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1,電場(chǎng)強(qiáng)度大小E1=E,第Ⅰ象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2,電場(chǎng)強(qiáng)度大小
E
2
=
3
E
,第Ⅳ象限存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在x軸上N點(diǎn)處有一垂直x軸的足夠長(zhǎng)的擋板。質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子從點(diǎn)P(-2l,-l)由靜止釋放,經(jīng)點(diǎn)Q(0,-l)進(jìn)入第Ⅳ象限,此后經(jīng)點(diǎn)
M
3
l
,
0
進(jìn)入第Ⅰ象限。不計(jì)粒子的重力,忽略粒子間相互作用,粒子打在擋板上立即被吸收。
(1)求第Ⅳ象限內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;
(2)若帶電粒子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)E2偏轉(zhuǎn)后直接垂直打在擋板上,求帶電粒子從P點(diǎn)釋放到垂直打在擋板上經(jīng)歷的時(shí)間t。
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書(shū)面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:62引用:3難度:0.4
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  • 菁優(yōu)網(wǎng)1.如圖所示,正六邊形abcdef區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),有兩個(gè)質(zhì)量和電荷量都相等的粒子沿ad方向射入磁場(chǎng)后分別從b、e兩點(diǎn)射出,不計(jì)粒子重力。下列說(shuō)法正確的是( ?。?/div>
    發(fā)布:2024/9/27 0:0:1組卷:283引用:2難度:0.5
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.如圖所示,在水平絕緣固定板CD下方存在左右邊界平行、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)的左右邊界相距
    3
    d
    (邊界處有磁場(chǎng))且與絕緣板分別垂直相交于C、D兩點(diǎn)。豎直平行金屬板M、N之間所加電壓為U0時(shí),將一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子從靠近N板的S點(diǎn)由靜止釋放,該粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后穿過(guò)M板上的小孔從與C點(diǎn)相距為d的A點(diǎn)水平向左射入磁場(chǎng),結(jié)果剛好垂直打在絕緣板上。(不計(jì)粒子重力)
    (1)求粒子從A點(diǎn)水平向左射入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小v0;
    (2)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??;
    (3)若M、N兩個(gè)平行金屬板之間的電壓可調(diào),為使該粒子從S點(diǎn)由靜止釋放后,在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)不與擋板相碰,求加在M、N兩板間的電壓范圍。
    發(fā)布:2024/9/26 0:0:1組卷:48引用:2難度:0.5
  • 3.如圖為某同學(xué)設(shè)計(jì)的帶電粒子的聚焦和加速裝置示意圖。位于S點(diǎn)的粒子源可以沿紙面內(nèi)與SO1(O1為圓形磁場(chǎng)的圓心)的夾角為θ(θ≤60°)的方向內(nèi)均勻地發(fā)射速度為v0=10m/s、電荷量均為q=-2.0×10-4C、質(zhì)量均為m=1.0×10-6kg的粒子,粒子射入半徑為R=0.1m的圓形區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知粒子源在單位時(shí)間發(fā)射N=2.0×105個(gè)粒子,圓形區(qū)域磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,沿著SO1射入圓形區(qū)域磁場(chǎng)的粒子恰好沿著水平方向射出磁場(chǎng)。粒子數(shù)控制系統(tǒng)是由豎直寬度為L(zhǎng)、且L在0≤L≤2R范圍內(nèi)大小可調(diào)的粒子通道構(gòu)成,通道豎直寬度L的中點(diǎn)與O1始終等高。聚焦系統(tǒng)是由有界勻強(qiáng)電場(chǎng)和有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)構(gòu)成,勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向水平向右、場(chǎng)強(qiáng)E=0.625N/C,邊界由x軸、曲線OA和直線GF(方程為:y=-x+0.4(m))構(gòu)成,勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.25T,磁場(chǎng)的邊界由x軸、直線GF、y軸構(gòu)成,已知所有經(jīng)過(guò)聚焦系統(tǒng)的粒子均可以從F點(diǎn)沿垂直x軸的方向經(jīng)過(guò)一段真空區(qū)域射入加速系統(tǒng)。加速系統(tǒng)是由兩個(gè)開(kāi)有小孔的平行金屬板構(gòu)成,兩小孔的連線過(guò)P點(diǎn),上下兩板間電勢(shì)差U=-10kv,不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用力。求:
    (1)圓形磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0;
    (2)當(dāng)L=R時(shí),求單位時(shí)間進(jìn)入聚焦系統(tǒng)的粒子數(shù)N0;
    (3)若進(jìn)入加速系統(tǒng)內(nèi)粒子的初速度均忽略不計(jì),設(shè)從加速系統(tǒng)射出的粒子在測(cè)試樣品中運(yùn)動(dòng)所受的阻力f與其速度v關(guān)系為f=kv(k=0.2N?s?m-1),求粒子在樣品中可達(dá)的深度d;
    (4)曲線OA的方程。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    發(fā)布:2024/9/29 3:0:2組卷:35引用:3難度:0.5
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