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菁優(yōu)網(wǎng)某種質(zhì)譜儀由偏轉(zhuǎn)電場和偏轉(zhuǎn)磁場組成,其示意圖如圖所示,整個(gè)裝置置于真空中,在第二象限的左側(cè)足夠遠(yuǎn)處存在一線狀粒子發(fā)射器,該線狀粒子源底端處于x軸上,高度為L,在單位時(shí)間內(nèi)隨線性均勻發(fā)射n個(gè)初速度為v0的電子,電子的質(zhì)量為m,電子的電荷量絕對值為e,偏轉(zhuǎn)電場方向豎直向上,偏轉(zhuǎn)電場處于第一和第二象限的虛線內(nèi)部(忽略電場的邊緣效應(yīng)),電場強(qiáng)度大小為E=
m
v
2
0
2
e
L
。在x軸下方第四象限存在一勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直紙面,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=
2
m
v
0
e
L
,圖中未標(biāo)出,在x軸下方存在一足夠長的直線型金屬板(極板厚度不計(jì)),當(dāng)電子打到金屬板后會立即被金屬板吸收,并立即被導(dǎo)走,其接地導(dǎo)線的電流大小為I。不計(jì)電子重力和電子間相互作用力。
(1)若所有的電子經(jīng)過電場區(qū)域后,能聚焦于原點(diǎn)O點(diǎn),求該虛線的曲線方程y=f(x);
(2)當(dāng)所有的電子經(jīng)過O點(diǎn)進(jìn)入第四象限以后,在磁場的作用下立即做勻速圓周運(yùn)動(dòng)直至垂直地打在直線型金屬板上,問金屬板應(yīng)如何放置;
(3)在第二問的前提下,求所加磁場的最小面積;
(4)按第二問金屬板的放置方式和施加同樣的磁場,金屬板可以水平左右移動(dòng),將金屬板左端放置于橫坐標(biāo)為x0處,金屬板右端延伸至無窮遠(yuǎn),求電流I與x0的函數(shù)關(guān)系。

【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)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:128引用:1難度:0.1
相似題
  • 菁優(yōu)網(wǎng)1.如圖所示,在y軸的右方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,在x軸的下方有一方向平行x軸向左的勻強(qiáng)電場?,F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子由靜止經(jīng)過加速電壓為U的電場加速,并從y軸上的A點(diǎn)垂直y軸進(jìn)入第一象限,而后從x軸上的P處以與x軸正方向夾角為60°的方向進(jìn)入第四象限,最后到達(dá)y軸上的Q點(diǎn)(圖中未畫出)。已知電場的電場強(qiáng)度大小
    E
    =
    B
    q
    U
    6
    m
    ,不考慮粒子受到的重力,則( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/20 7:0:1組卷:102引用:1難度:0.3
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.如圖所示,平行邊界M、N間有垂直邊界向右的勻強(qiáng)電場,勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為E=103V/m,平行邊界N、P間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,相鄰邊界間距均為L=0.2m,一個(gè)質(zhì)量為m=10-11kg、電荷量為q=10-7C的帶正電的粒子從電場中緊靠邊界M的O點(diǎn),以垂直電場方向向上、大小為v0=2×103m/s的初速度射入電場,經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后,粒子進(jìn)入磁場,粒子剛好不從磁場的邊界P射出磁場。不計(jì)粒子的重力,求:
    (1)粒子從O開始第一次運(yùn)動(dòng)到邊界N時(shí)速度的大??;
    (2)勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?br />(3)粒子第一次在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。

    發(fā)布:2024/12/20 2:30:1組卷:176引用:4難度:0.5
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.如圖所示,在y>0的空間中存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,在y<0的空間中存在方向垂直xOy平面(紙面)向外的勻強(qiáng)磁場,一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子,比荷
    q
    m
    =
    1
    3
    ×
    1
    0
    -
    2
    C/kg,自y軸上的P1點(diǎn)以速率v0=10m/s沿x軸正方向射入電場;然后經(jīng)過x軸上的P2點(diǎn)進(jìn)入磁場,經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后,經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)O返回第一象限。已知OP1=d=1m,OP2=2
    3
    d
    =
    2
    3
    m,不計(jì)粒子重力。求:
    (1)電場強(qiáng)度E的大??;
    (2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??;
    (3)粒子從點(diǎn)P1到第一次經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)O所用的時(shí)間t。

    發(fā)布:2024/12/15 17:30:1組卷:458引用:1難度:0.6
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