題目列表(包括答案和解析)
如圖所示,粒子源K與虛線MN之間是一加速電場(chǎng).虛線MN與PQ之間是勻強(qiáng)電場(chǎng),虛線PQ與熒光屏之間是勻強(qiáng)磁場(chǎng),且MN、PQ與熒光屏三者互相平行.電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向如圖所示.圖中A點(diǎn)與O點(diǎn)的連線垂直于熒光屏.從K發(fā)射出的一初速度為零的帶正電的粒子,被電場(chǎng)加速后以速度v0從A點(diǎn)垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),在離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),最后恰好垂直地打在圖中的熒光屏上,已知電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域在豎直方向足夠長(zhǎng),加速電場(chǎng)電壓與偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)關(guān)系為,式中的d是偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的寬度,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度和帶電粒子離開加速電場(chǎng)的速度v0關(guān)系符合表達(dá)式,(以上關(guān)系式中U、E、B均為未知量)
(1)試說明v0的大小與K和MN之間的距離有何關(guān)系;
(2)求帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小;
(3)帶電粒子最后在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中總的偏轉(zhuǎn)距離是多少
q | m |
如圖甲所示,水平加速電場(chǎng)的加速電壓為U0,在它的右側(cè)有由水平正對(duì)放置的平行金屬板a、b構(gòu)成的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),已知偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的板長(zhǎng)L=0.10 m,板間距離d=5.0×10-2 m,兩板間接有如圖15乙所示的隨時(shí)間變化的電壓U,且a板電勢(shì)高于b板電勢(shì)。在金屬板右側(cè)存在有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的左邊界為與金屬板右側(cè)重合的豎直平面MN,MN右側(cè)的磁場(chǎng)范圍足夠大,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5.0×10-3T,方向與偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)正交向里(垂直紙面向里)。質(zhì)量和電荷量都相同的帶正電的粒子從靜止開始經(jīng)過電壓U0=50V的加速電場(chǎng)后,連續(xù)沿兩金屬板間的中線OO′方向射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中,中線OO′與磁場(chǎng)邊界MN垂直。已知帶電粒子的比荷=1.0×108 C/kg,不計(jì)粒子所受的重力和粒子間的相互作用力,忽略偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)兩板間電場(chǎng)的邊緣效應(yīng),在每個(gè)粒子通過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi),偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)可視作恒定不變。
1.求t=0時(shí)刻射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的粒子在磁場(chǎng)邊界上的入射點(diǎn)和出射點(diǎn)間的距離;
2.求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的最大速度;
3.對(duì)于所有進(jìn)入磁場(chǎng)中的粒子,如果要增大粒子在磁場(chǎng)邊界上的入射點(diǎn)和出射點(diǎn)間的距離,應(yīng)該采取哪些措施?試從理論上推理說明。
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