如圖所示是粒子收集器示意圖，該結(jié)構(gòu)處于真空環(huán)境并由三部分構(gòu)成，區(qū)域Ⅰ與區(qū)域Ⅱ由兩高壓平行電極板構(gòu)成，間距均為d=20cm,下極板帶正電，上極板帶負(fù)電，板間形成豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)。區(qū)域Ⅰ中還存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，區(qū)域Ⅰ板間電壓恒為U1=6000V，區(qū)域Ⅱ板長(zhǎng)為L(zhǎng)=10cm,板間存在可變電壓U2，最右側(cè)為一無限大接收屏?，F(xiàn)有一群在豎直方向上均勻排列的帶負(fù)電粒子，其質(zhì)量為m,電荷量為-q,以水平速度v=3×106m/s射入?yún)^(qū)域Ⅰ，只有速度始終保持水平的粒子才能穿過篩選膜，否則將被吸收。篩選膜對(duì)水平射入的粒子的電量和速度均無任何影響，運(yùn)動(dòng)過程中忽略粒子重力，不考慮粒子間相互作用，不考慮邊緣效應(yīng)。（qm=1.8×1011C/kg）
（1）若要使得粒子通過篩選膜，求勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的大小和方向；
（2）若使得接收屏恰好無法接收到粒子，求此時(shí)的U2；
（3）求收集率η與U2的關(guān)系。
q
m
【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：7引用：2難度：0.4
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1．如圖，半徑為d的圓形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)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(diǎn)對(duì)準(zhǔn)圓心O射入磁場(chǎng)，從b點(diǎn)折射出來，若α=60°，則帶電粒子射入磁場(chǎng)的速度大小為（ ）發(fā)布：2025/1/6 0:30:5組卷：272引用：2難度：0.6 -
2．如圖所示，三角形ABC內(nèi)有垂直于三角形平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，AB邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，∠CAB=30°，∠B=90°，D是AB邊的中點(diǎn)。現(xiàn)在DB段上向磁場(chǎng)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(diǎn)射入的粒子恰好能垂直AC邊射出磁場(chǎng)，則AC邊上有粒子射出的區(qū)域長(zhǎng)度為（ ）發(fā)布：2025/1/3 0:30:3組卷：301引用：1難度：0.5 -
3．如圖1所示，在xOy坐標(biāo)系中，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對(duì)稱，極板長(zhǎng)度和板間距均為l,緊靠極板的右邊緣的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域由ΔAB0和矩形0BCD構(gòu)成，其中∠OAB=60°，OD=OA．磁場(chǎng)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(shí)間內(nèi)兩板間加上如圖2所示的電壓，已知t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的粒子，在t0時(shí)刻射入磁場(chǎng)時(shí)，恰好不會(huì)從磁場(chǎng)邊界射出磁場(chǎng)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(duì)磁場(chǎng)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(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度；
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及磁場(chǎng)區(qū)域的面積；
（3）t=t0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
發(fā)布：2024/12/30 0:0:1組卷：83引用：2難度：0.7