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如圖為某同學設計的帶電粒子的聚焦和加速裝置示意圖。位于S點的粒子源可以沿紙面內與SO1(O1為圓形磁場的圓心)的夾角為θ(θ≤60°)的方向內均勻地發(fā)射速度為v0=10m/s、電荷量均為q=-2.0×10-4C、質量均為m=1.0×10-6kg的粒子,粒子射入半徑為R=0.1m的圓形區(qū)域勻強磁場。已知粒子源在單位時間發(fā)射N=2.0×105個粒子,圓形區(qū)域磁場方向垂直紙面向里,沿著SO1射入圓形區(qū)域磁場的粒子恰好沿著水平方向射出磁場。粒子數控制系統(tǒng)是由豎直寬度為L、且L在0≤L≤2R范圍內大小可調的粒子通道構成,通道豎直寬度L的中點與O1始終等高。聚焦系統(tǒng)是由有界勻強電場和有界勻強磁場構成,勻強電場的方向水平向右、場強E=0.625N/C,邊界由x軸、曲線OA和直線GF(方程為:y=-x+0.4(m))構成,勻強磁場方向垂直紙面向里、磁感應強度B=0.25T,磁場的邊界由x軸、直線GF、y軸構成,已知所有經過聚焦系統(tǒng)的粒子均可以從F點沿垂直x軸的方向經過一段真空區(qū)域射入加速系統(tǒng)。加速系統(tǒng)是由兩個開有小孔的平行金屬板構成,兩小孔的連線過P點,上下兩板間電勢差U=-10kv,不計粒子的重力和粒子間的相互作用力。求:
(1)圓形磁場的磁感應強度B0
(2)當L=R時,求單位時間進入聚焦系統(tǒng)的粒子數N0
(3)若進入加速系統(tǒng)內粒子的初速度均忽略不計,設從加速系統(tǒng)射出的粒子在測試樣品中運動所受的阻力f與其速度v關系為f=kv(k=0.2N?s?m-1),求粒子在樣品中可達的深度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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  • 菁優(yōu)網1.如圖所示,正六邊形abcdef區(qū)域內有垂直紙面向里的勻強磁場,有兩個質量和電荷量都相等的粒子沿ad方向射入磁場后分別從b、e兩點射出,不計粒子重力。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磁場區(qū)域,磁場的左右邊界相距
    3
    d
    (邊界處有磁場)且與絕緣板分別垂直相交于C、D兩點。豎直平行金屬板M、N之間所加電壓為U0時,將一質量為m、電荷量為+q的粒子從靠近N板的S點由靜止釋放,該粒子經電場加速后穿過M板上的小孔從與C點相距為d的A點水平向左射入磁場,結果剛好垂直打在絕緣板上。(不計粒子重力)
    (1)求粒子從A點水平向左射入磁場時的速度大小v0;
    (2)求勻強磁場的磁感應強度B的大??;
    (3)若M、N兩個平行金屬板之間的電壓可調,為使該粒子從S點由靜止釋放后,在磁場中運動時不與擋板相碰,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難度:0.5
  • 3.如圖甲所示,在平面直角坐標系xOy的第二象限中,有平行于y軸向下的勻強電場,在y軸的右側區(qū)域內存在勻強磁場,磁場方向垂直坐標平面,磁感應強度大小B隨時間變化的關系如圖乙所示,在t=0時刻有一比荷為1×104C/kg的帶正電粒子(不計重力)從坐標原點O沿x軸正方向以初速度v0=2×103m/s進入磁場,開始時,磁場方向垂直紙面向里,粒子最后到達x軸上坐標為(-2m,0)的P點,求:
    (1)粒子在磁場中運動的軌跡半徑;
    (2)粒子到達y軸時與O點的距離s;
    (3)勻強電場的電場強度大小E。
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    發(fā)布:2024/9/21 2:0:8組卷:38引用:1難度:0.2
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