當(dāng)前位置： 2022-2023學(xué)年廣東省廣州市荔灣區(qū)高二（下）開學(xué)物理試卷> 試題詳情

如圖甲所示，豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)存在于底面半徑為R的圓柱形空間內(nèi)，O和O'是圓柱形空間上下兩個(gè)圓面的圓心，其后側(cè)與O等高處有一個(gè)長(zhǎng)度為R的水平線狀粒子發(fā)射源MN，圖乙是俯視圖，P為MN的中點(diǎn)，OP連線與MN垂直。線狀粒子源能沿平行PO方向發(fā)射某種質(zhì)量均為m、電荷量均為q的帶電粒子束，帶電粒子的速度大小均為v₀。在圓柱形空間右側(cè)距離OO'為2R處豎直放置一個(gè)足夠大的矩形熒光屏，熒光屏的AB邊與線狀粒子源MN垂直，且處在同一高度。過O作AB邊的垂線，交點(diǎn)恰好為AB的中點(diǎn)。熒光屏的左側(cè)存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，整個(gè)電場(chǎng)局限在離熒光屏距離為R的范圍內(nèi)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小E。已知從P點(diǎn)射出的粒子經(jīng)圓形磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從F點(diǎn)（圓柱形空間與電場(chǎng)邊界相切處）射入電場(chǎng)，不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用。
（1）判斷帶電粒子的電性并求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?br />（2）求從P點(diǎn)射出的帶電粒子在熒光屏上落點(diǎn)的位置距AB邊的距離；
（3）以AB邊的中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿AB邊向里為x軸，垂直AB邊向下為y軸建立坐標(biāo)系，求從線狀粒子源中射出的所有粒子在熒光屏上落點(diǎn)位置滿足的坐標(biāo)方程，即x和y的關(guān)系式，并寫出x的范圍。

【考點(diǎn)】帶電粒子由磁場(chǎng)進(jìn)入電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)；從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場(chǎng)中的問題．

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：91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：284引用：3難度：0.1
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