如圖為某種質(zhì)譜儀的截面示意圖，該質(zhì)譜儀由加速電場、電磁分析器、偏轉(zhuǎn)磁場以及收集板組成。離子源O不斷地逸出初速為零的負離子束，經(jīng)加速電場加速后沿電磁分析器的兩平行金屬板中線飛入電磁分析器，負離子束包含電荷量大小均為q,質(zhì)量分別為m1、m2（m1＜m2）的兩種離子，加速電場和電磁分析器的兩平行金屬板間電壓分別為U1=200V、U2=100V，金屬板間電場視為勻強電場，電磁分析器的兩平行金屬板豎直放置，板長L=0.2m,板間距離d=0.1m,且右板電勢較高。偏轉(zhuǎn)磁場區(qū)域足夠大，磁感應(yīng)強度B=5×10-3T，方向垂直紙面向里，其下邊界緊靠電磁分析器的金屬板上端，下邊界處水平放置足夠大的收集板PQ，左端P緊靠電磁分析器的右板上端。已知負離子m1的比荷為qm1=108C/kg,粒子間的相互作用和重力忽略不計。
（1）為了能讓質(zhì)量為m1的負離子沿直線穿過電磁分析器，需在電磁分析器中加上勻強磁場B'，求B'的大小和方向；
（2）若可以調(diào)節(jié)電磁分析器中的磁場B'的大小，質(zhì)量為m1的粒子將從電磁分析器的左板上端M點飛入偏轉(zhuǎn)磁場，求其飛入偏轉(zhuǎn)磁場的速度大?。ūＡ魞晌挥行?shù)字）；
（3）若撤去電磁分析器中的磁場，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量分別為m1、m2的兩負離子束擊中收集板的位置離開P點的距離之比為10：11，求兩負離子質(zhì)量m1與m2的比值（保留兩位有效數(shù)字）。
q
m
1
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：61引用：1難度：0.4
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1．如圖1所示，在xOy坐標系中，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對稱，極板長度和板間距均為l,緊靠極板的右邊緣的有界勻強磁場區(qū)域由ΔAB0和矩形0BCD構(gòu)成，其中∠OAB=60°，OD=OA．磁場方向垂直于xOy平面向里，D、A位于y軸上。位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸向右接連發(fā)射質(zhì)量為m,電荷量為+q、速度相同的帶電粒子，現(xiàn)在0～3t0時間內(nèi)兩板間加上如圖2所示的電壓，已知t=0時刻進入兩板間的粒子，在t0時刻射入磁場時，恰好不會從磁場邊界射出磁場區(qū)域且圓心在x軸上，上述l、m、q、t0為已知量，U0=
，不考慮P、Q兩板電壓的變化對磁場的影響，也不考慮粒子的重力及粒子間的相互影響，求：ml2qt02
（1）t=0時刻進入兩板間的帶電粒子射入磁場時的速度；
（2）勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小及磁場區(qū)域的面積；
（3）t=t0時刻進入兩板間的帶電粒子在勻強磁場中運動的時間。
發(fā)布：2024/12/30 0:0:1組卷：83引用：2難度：0.7 -
2．如圖，半徑為d的圓形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，磁場垂直圓所在的平面。一帶電量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子從圓周上a點對準圓心O射入磁場，從b點折射出來，若α=60°，則帶電粒子射入磁場的速度大小為（ ?。?/h2>發(fā)布：2025/1/6 0:30:5組卷：272引用：2難度：0.6 -
3．如圖所示，三角形ABC內(nèi)有垂直于三角形平面向外的勻強磁場，AB邊長為L，∠CAB=30°，∠B=90°，D是AB邊的中點?，F(xiàn)在DB段上向磁場內(nèi)射入速度大小相同、方向平行于BC的同種粒子（不考慮粒子間的相互作用和粒子重力），若從D點射入的粒子恰好能垂直AC邊射出磁場，則AC邊上有粒子射出的區(qū)域長度為（ ?。?/h2>發(fā)布：2025/1/3 0:30:3組卷：301引用：1難度：0.5
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