如圖所示為用質(zhì)譜儀測定帶電粒子比荷的裝置示意圖。它是由離子室、加速電場、速度選擇器和分離器四部分組成。已知速度選擇器的兩極板間的勻強(qiáng)電場場強(qiáng)為E,勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,方向垂直紙面向里。分離器中勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2,方向垂直紙面向外。某次實(shí)驗(yàn)離子室內(nèi)充有大量氫的同位素離子,經(jīng)加速電場加速后從速度選擇器兩極板間的中點(diǎn)O平行于極板進(jìn)入,部分粒子通過小孔O′后進(jìn)入分離器的偏轉(zhuǎn)磁場中,在底片上形成了對(duì)應(yīng)于氕11H、氘21H、氚31H三種離子的三個(gè)有一定寬度的感光區(qū)域,測得第一片感光區(qū)域的中心P到O′點(diǎn)的距離為D1。不計(jì)離子的重力、不計(jì)離子間的相互作用,不計(jì)小孔O′的孔徑。
(1)打在感光區(qū)域中心P點(diǎn)的離子,在速度選擇器中沿直線運(yùn)動(dòng),試求該離子的速度v0和比荷qm;
(2)以v=v0±Δv的速度從O點(diǎn)射入的離子,其在速度選擇器中所做的運(yùn)動(dòng)為一個(gè)速度為v0的勻速直線運(yùn)動(dòng)和另一個(gè)速度為Δv的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),試求該速度選擇器極板的最小長度L;
(3)為能區(qū)分三種離子,試求該速度選擇器的極板間最大間距d。
1
1
2
1
3
1
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:2024/6/27 10:35:59組卷:323引用:1難度:0.1
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1.如題圖所示,在直角坐標(biāo)系的第一象限中有一半徑為R的扇形POQ無場區(qū)域,第一象限剩余區(qū)域(含PQ圓弧邊界)及第四象限均存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場B。大量質(zhì)量為m,帶電量為q的正粒子從圓弧PQ上各點(diǎn)沿y軸正方向以相同速度v(大小未知)射入磁場,且所有粒子軌跡均交于Q點(diǎn)并被粒子收集盒(圖中未畫)吸收。不計(jì)粒子重力,則( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/20 13:0:2組卷:27引用:2難度:0.4 -
2.如圖所示,一粒子發(fā)射源P位于足夠大絕緣板AB的上方
處,能夠在紙面內(nèi)向各個(gè)方向發(fā)射速率為v、電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子。空間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,不考慮粒子間的相互作用和粒子重力,已知粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大小恰好為d,則( )d2發(fā)布:2024/12/20 0:30:1組卷:365引用:6難度:0.2 -
3.如圖所示,在直角坐標(biāo)系xOy的第1、4象限內(nèi)存在方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場Ⅰ和Ⅱ,兩磁場以O(shè)P直線為界,OP直線與+x軸夾角為30°,其磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B和2B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從y軸上的N點(diǎn)沿平行于+x軸的方向射直入磁場Ⅰ;一段時(shí)間后,該粒子在OP邊界上某點(diǎn)以垂直于OP的方向射入磁場Ⅱ,最后粒子射出磁場。則粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/24 0:0:3組卷:282引用:1難度:0.6
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