在粒子物理學(xué)的研究中，經(jīng)常用電場和磁場來控制或者改變粒子的運(yùn)動．一粒子源產(chǎn)生離子束，已知離子質(zhì)量為m,電荷量為+e.不計(jì)離子重力以及離子間的相互作用力．
（1）如圖1所示為一速度選擇器，兩平行金屬板水平放置，電場強(qiáng)度E與磁感應(yīng)強(qiáng)度B相互垂直．讓粒子源射出的離子沿平行于極板方向進(jìn)入速度選擇器．求能沿圖中虛線路徑通過速度選擇器的離子的速度大小v.
（2）如圖2所示為豎直放置的兩平行金屬板A、B，兩板中間均開有小孔，兩板之間的電壓UAB隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖3所示．假設(shè)從速度選擇器出來的離子動能為Ek=100eV，讓這些離子沿垂直極板方向進(jìn)入兩板之間．兩極板距離很近，離子通過兩板間的時(shí)間可以忽略不計(jì)．設(shè)每秒從速度選擇器射出的離子數(shù)為N0=5×1015個(gè)，已知e=1.6×10-19C．從B板小孔飛出的離子束可等效為一電流，求從t=0到t=0.4s時(shí)間內(nèi)，從B板小孔飛出的離子產(chǎn)生的平均電流I．
（3）接（1），若在圖1中速度選擇器的上極板中間開一小孔，如圖4所示．將粒子源產(chǎn)生的離子束中速度為0的離子，從上極板小孔處釋放，離子恰好能到達(dá)下極板．求離子到達(dá)下極板時(shí)的速度大小v,以及兩極板間的距離d.
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：72引用：3難度：0.3
相似題
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1．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(qiáng)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(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)刻射入磁場時(shí)，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(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子射入磁場時(shí)的速度；
（2）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及磁場區(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)磁場中運(yùn)動的時(shí)間。
發(fā)布：2024/12/30 0:0:1組卷：80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(qiáng)度為B的勻強(qiáng)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(diǎn)對準(zhǔn)圓心O射入磁場，從b點(diǎn)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(qiáng)磁場，AB邊長為L，∠CAB=30°，∠B=90°，D是AB邊的中點(diǎn)?，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(diǎn)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：300引用：1難度：0.5