如圖所示，虛線框內(nèi)為某兩極串列加速器原理圖，abc為長方體加速管，加速管底面寬度為d,加速管的中部b處有很高的正電勢，a、c兩端均有電極接地（電勢為零），加速管出口c右側(cè)距離為d處放置一寬度為d的熒光屏．現(xiàn)讓大量速度很小（可認(rèn)為初速度為零）的負(fù)一價離子（電荷量為-e）從a端進(jìn)入，當(dāng)離子到達(dá)b處時，可被設(shè)在b處的特殊裝置將其電子剝離，成為三價正離子（電荷量為+3e），而不改變其速度大小．這些三價正離子從c端飛出后進(jìn)入與其速度方向垂直的、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，其中沿加速管中軸線進(jìn)入的離子恰能打在熒光屏中心位置，離子質(zhì)量為m,不計離子重力及離子間相互作用力．求：
（1）求離子在磁場中運動的速度v的大??；
（2）求a、b兩處的電勢差U；
（3）實際工作時，磁感應(yīng)強度可能會與設(shè)計值B有一定偏差，若進(jìn)入加速器的離子總數(shù)為N，則磁感應(yīng)強度為0.9B時有多少離子能打在熒光屏上？

【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(fù)制發(fā)布。

發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：185引用：3難度：0.1

相似題

1．如圖所示，在x軸上方存在垂直于紙面向里的勻強磁場，磁場的磁感應(yīng)強度為B，在xOy平面內(nèi)，從原點O處與x軸正方向成角θ（0＜θ＜π），以速率v發(fā)射個帶正電的粒子（重力不計），則下列說法正確的是（　　）

A．若v一定，θ越大，則粒子離開磁場的位置距O點越遠(yuǎn)

B．若v一定，θ越大，則粒子在磁場中運動的時間越短

C．若θ一定，v越大，則粒子在磁場中運動的角速度越大

D．若θ一定，v越大，則粒子在磁場中運動的時間越短

發(fā)布：2024/11/15 13:30:1組卷：170引用：4難度：0.4

2．如圖甲所示，在真空中半徑r=3×10^-2m的圓形區(qū)域內(nèi)．有磁感應(yīng)強度B=0.2T．方向如圖的勻強磁場．一束帶正電的粒子電荷量q=1.6×10^-19C，質(zhì)量m=1.6×10^-27kg,以初速度v₀=1.0×10⁶m/s.從磁場邊界上直徑ab的a端沿各個方向射入磁場且初速度方向都垂直于磁場方向．不計粒子重力．計算時取sin=37°=0.6，cos37°=0.8．求：
（1）當(dāng)粒子的速度方向與直徑ab的夾角α為多少時．粒子剛好從磁場邊界b處飛出磁場．該粒子在磁場中運動的時間是多少？
（2）若粒子射入磁場的速度改為v=3.0×10⁵m/s,其他條件不變．試用曲線在圖乙中畫出該束粒子在磁場中可能出現(xiàn)的區(qū)域．要求有簡要的文字說明．
發(fā)布：2024/11/15 8:0:2組卷：12引用：0難度：0.9
解析
3．如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，經(jīng)電勢差為U的電場加速后，從O點垂直MN邊界進(jìn)入磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強磁場中，速度方向與磁場方向垂直，最后在MN邊界上的P點．設(shè)帶電粒子初速度為零且不計重力：
①計算粒子進(jìn)入磁場時的速率；
②判斷該粒子帶正電還是負(fù)電；
③計算OP間的距離．
發(fā)布：2024/11/15 8:0:2組卷：257引用：1難度：0.5
解析

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