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離子速度分析器截面圖如圖所示。半徑為R的空心轉(zhuǎn)筒P,可繞過O點(diǎn)、垂直xOy平面(紙面)的中心軸逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(角速度大小可調(diào)),其上有一小孔S。整個(gè)轉(zhuǎn)筒內(nèi)部存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)筒下方有一與其共軸的半圓柱面探測(cè)板Q,板Q與y軸交于A點(diǎn)。離子源M能沿著x軸射出質(zhì)量為m、電荷量為-q(q>0)、速度大小不同的離子,其中速度大小為v0的離子進(jìn)入轉(zhuǎn)筒,經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后恰好沿y軸負(fù)方向離開磁場(chǎng)。落在接地的筒壁或探測(cè)板上的離子被吸收且失去所帶電荷,不計(jì)離子的重力和離子間的相互作用。
(1)①求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??;
②若速度大小為v0的離子能打在Q板的A處,求轉(zhuǎn)筒P角速度ω的大小;
(2)較長時(shí)間后,轉(zhuǎn)筒P每轉(zhuǎn)一周有N個(gè)離子打在板Q的C處,OC與x軸負(fù)方向的夾角為θ,求轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi),C處受到平均沖力F的大?。?br />(3)若轉(zhuǎn)筒P的角速度小于
6
v
0
R
,且A處探測(cè)到離子,求板Q上能探測(cè)到離子的其他θ′的值(θ′為探測(cè)點(diǎn)位置和O點(diǎn)連線與x軸負(fù)方向的夾角)。
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:1251引用:4難度:0.1
相似題
  • 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、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)開有小孔的平行金屬板構(gòu)成,兩小孔的連線過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。
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    發(fā)布:2024/9/29 3:0:2組卷:35引用:3難度:0.5
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