如圖甲所示,在xOy平面內(nèi)有一離子源,該離子源能不間斷的沿x軸正方向發(fā)射寬ab=0.4m、沿y方向均勻分布的帶負(fù)電離子流,離子流速率v=104m/s,單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射個(gè)數(shù)為n0,離子流中心縱坐標(biāo)y=-0.2m。離子流沿x方向射入一個(gè)半徑為R=0.2m,中心O′位于y=-0.2m的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,方向垂直xOy平面。從離子源中心處射出的離子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后恰能從O點(diǎn)沿y正方向射出。x軸上方有垂直紙面向內(nèi)的強(qiáng)度可調(diào)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2,調(diào)節(jié)范圍為53×10-7T≤B2≤6×10-7T,在x軸上離O點(diǎn)0.2m處放置有一長(zhǎng)度L=0.4m的水平熒光板gh,若有離子打在熒光板上時(shí),熒光板會(huì)發(fā)出熒光。Og間另有吸收板(圖中未畫(huà)出),離子打在熒光板和吸收板上均不反彈。已知離子的比荷qm=2×1011C/kg,不計(jì)離子的重力及離子間的相互作用,求:
(1)B1的大小和方向;
(2)若B2=B1,穩(wěn)定后單位時(shí)間打到熒光板上的離子數(shù)(用n0表示);
(3)若將離子源的寬度變?yōu)閍b=0.23m,中心仍然與O′的y坐標(biāo)相同(如圖乙),離子沿y方向不再均勻分布,但聚焦到O點(diǎn)出射時(shí)離子流隨角度均勻分布,求打到熒光板上的離子數(shù)占總數(shù)的比例δ與磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的函數(shù)關(guān)系(已知cosθ=A,可表示為θ=arccosA)。
5
3
q
m
=
2
×
1
0
11
3
【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng);牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用;牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問(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:42引用:1難度:0.5
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1.如題圖所示,在直角坐標(biāo)系的第一象限中有一半徑為R的扇形POQ無(wú)場(chǎng)區(qū)域,第一象限剩余區(qū)域(含PQ圓弧邊界)及第四象限均存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B。大量質(zhì)量為m,帶電量為q的正粒子從圓弧PQ上各點(diǎn)沿y軸正方向以相同速度v(大小未知)射入磁場(chǎng),且所有粒子軌跡均交于Q點(diǎn)并被粒子收集盒(圖中未畫(huà))吸收。不計(jì)粒子重力,則( )
發(fā)布:2024/12/20 13:0:2組卷:27引用:2難度:0.4 -
2.如圖所示,一粒子發(fā)射源P位于足夠大絕緣板AB的上方
處,能夠在紙面內(nèi)向各個(gè)方向發(fā)射速率為v、電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子??臻g存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),不考慮粒子間的相互作用和粒子重力,已知粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大小恰好為d,則( ?。?/h2>d2發(fā)布:2024/12/20 0:30:1組卷:365引用:6難度:0.2 -
3.一根通電直導(dǎo)線水平放置,通過(guò)直導(dǎo)線的恒定電流方向如圖所示,現(xiàn)有一電子從直導(dǎo)線下方以水平向右的初速度v開(kāi)始運(yùn)動(dòng),不考慮電子重力,關(guān)于接下來(lái)電子的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/19 22:0:1組卷:42引用:2難度:0.5
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