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如圖甲是一種利用磁場偏轉(zhuǎn)的粒子收集裝置原理圖。兩塊磁鐵前后平行垂直水平面放置，收集板位于兩塊磁鐵之間，平行于上下底面從高到低放置，收集板的右端在同一豎直面上，收集板長度從高到低變大，因而左端位置不同。兩磁鐵之間的長方體空間內(nèi)的磁場可視為勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B=0.1T。在其下方有一粒子源可以無初速釋放質(zhì)量為m=3.2×10-26kg、電荷量絕對值為q=1.6×10-19C的粒子，這些粒子經(jīng)加速電場加速后從小孔O進入收集裝置的磁場，在磁場的作用下運動，并打到右側(cè)足夠長的收集板上（如圖乙中D1、D2所示）。收集板D1剛好與小孔O在同一高度，已知收集板D1、D2收集的粒子的最小動能分別為ED1=1.0×103eV、ED2=4.0×103eV。粒子擊中收集板后有一定比例反射，反射速度最大值為撞擊前速度的k=0.6倍。重力及粒子間的相互作用忽略不計。
（1）求O點與收集板D1的左端之間的距離；
（2）要使得能量在ED1與ED2之間的粒子最終全部被D1吸收，求D1，D2間的最小距離；
（3）在第（2）小題的情況下，D1板最少長度（左端到右端的距離）。（等比數(shù)列公式前n項和公式Sn=
a
1
（
1
-
q
n
）
1
-
q
）
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【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復制發(fā)布。
發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：78引用：1難度：0.2
相似題

  • 1．如圖甲所示，邊長為L的正方形區(qū)域abcd位于豎直平面內(nèi)，ab邊水平。該區(qū)域內(nèi)有周期性變化的勻強電場和勻強磁場，以平行ad向下為電場的正方向，垂直紙面向里為磁場的正方向，電場強度E和磁感應(yīng)強度B隨時間變化的圖像分別如圖乙和圖丙所示，圖中E0、B0、T均未知。質(zhì)量為m、帶電量為+q的帶電顆粒（可視為質(zhì)點）源源不斷地從ad邊中點O以某一恒定初速度沿水平方向射入電場，若t=0時刻射入電場的顆粒，經(jīng)
    T
    2
    時間后從c點離開電場，t=
    T
    2
    時刻射入電場的顆粒，在電磁場中做勻速圓周運動，t=
    T
    8
    時刻射入電場的顆粒從dc邊射出電磁場時到c點的距離為
    7
    32
    L。顆粒重力不能忽略，不計顆粒之間的相互作用，重力加速度為g。求：
    菁優(yōu)網(wǎng)
    （1）顆粒射入電場時的初速度v0大??；
    （2）B0的大小。

    發(fā)布：2024/10/17 0:0:1組卷：30引用：1難度：0.3

  • 菁優(yōu)網(wǎng)2．如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立平面直角坐標系xOy,第二象限內(nèi)存在沿y軸負方向的勻強電場，第三象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于坐標平面向里的勻強磁場。M、N兩個豎直平行金屬板之間的電壓為U，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子（不計粒子重力）從靠近N板的S點由靜止開始做加速運動，從電場的右邊界y軸上的A點水平向左垂直于y軸射入電場，經(jīng)x軸上的C點與x軸負方向成θ=60°角進入磁場，最后從y軸上的D點垂直于y軸射出磁場，求：
    （1）A、C兩點間的電勢差UAC和粒子在磁場中運動的軌道半徑r；
    （2）粒子從A點運動到C點所用時間和從C點運動到D點所用時間的比值。

    發(fā)布：2024/10/19 0:0:1組卷：67引用：2難度：0.6

  • 菁優(yōu)網(wǎng)3．“太空粒子探測器”是安裝在國際空間站上的一種探測宇宙射線的試驗設(shè)備，由加速裝置、偏轉(zhuǎn)裝置和收集裝置三部分組成。其簡化原理圖如圖所示，兩個同心扇形圓弧面PQ、MN之間存在輻射狀的加速電場，方向由內(nèi)弧面指向外弧面，圓心為O，兩弧面間的電勢差為U，右側(cè)邊長為L的正方形邊界abcd內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，其大小為B（可調(diào)節(jié)），O點為ad邊界的中點，PO、QO與ad邊界的夾角均為30°。假設(shè)太空中質(zhì)量為m、電荷量為e的帶負電粒子，均能均勻地吸附到外弧面PQ的右側(cè)面上，由靜止經(jīng)電場加速后穿過內(nèi)弧面均從O點進入磁場，不計粒子重力、粒子間的作用力及碰撞，下列說法正確的是（　　）

    發(fā)布：2024/10/26 23:0:1組卷：74引用：1難度：0.7
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