當(dāng)前位置： 2023年河北省衡水中學(xué)高考物理一調(diào)試卷> 試題詳情

如圖甲所示，三維坐標(biāo)系中yOz平面的右側(cè)存在平行于z軸且呈周期性變化的磁場(chǎng)（圖中未畫(huà)出）和沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。將一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電液滴從xOy平面內(nèi)的P點(diǎn)沿x軸正方向水平拋出，液滴第一次經(jīng)過(guò)x軸時(shí)恰好經(jīng)過(guò)O點(diǎn)，此時(shí)速度大小為v₀，方向與x軸正方向的夾角為45°。已知電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=
mg
q
，從液滴經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)為t=0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示（當(dāng)磁場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為正），t₀=
π
v
0
g
，重力加速度大小為g。求：
（1）拋出點(diǎn)P的坐標(biāo)。
（2）液滴從第一次經(jīng)過(guò)x軸到第二次經(jīng)過(guò)x軸所用的時(shí)間t₁。
（3）液滴第n次經(jīng)過(guò)x軸時(shí)的x坐標(biāo)。

【考點(diǎn)】帶電粒子由磁場(chǎng)進(jìn)入電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場(chǎng)中的問(wèn)題．

【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：146引用：1難度：0.3

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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(kāi)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(jiǎn)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(chǎng)的中央軸線飛入電場(chǎng)；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(zhǎng)為L(zhǎng)₁，間距為d,加上電壓時(shí)兩板間的電場(chǎng)可當(dāng)作勻強(qiáng)電場(chǎng)，兩電磁線圈間的圓柱形磁場(chǎng)可以當(dāng)作勻強(qiáng)磁場(chǎng)，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(chǎng)與（柱形）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的中軸線互相垂直相交，磁場(chǎng)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(chǎng)的中軸線垂直，與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的中軸線平行，且與勻強(qiáng)電場(chǎng)中心和柱形勻強(qiáng)磁場(chǎng)中軸線的距離分別為L(zhǎng)₂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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