東方超環(huán)（EAST），俗稱“人造小太陽”，是中國科學(xué)院自主研制的磁約束核聚變實驗裝置。該裝置需要將加速到較高速度的離子束變成中性粒子束，沒有被中性化的高速帶電離子需要利用“偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)”將帶電離子從粒子束剝離出來?！捌D(zhuǎn)系統(tǒng)”的原理簡圖如圖所示，混合粒子中的中性粒子繼續(xù)沿原方向運(yùn)動，被接收器接收；而帶電離子一部分打到下極板，剩下的進(jìn)入磁場發(fā)生偏轉(zhuǎn)被吞噬板吞噬。已知離子帶正電、電荷量為q,質(zhì)量為m,兩極板間電壓為U，間距為d,極板長度為d,離子和中性粒子的重力可忽略不計，不考慮混合粒子間的相互作用。
（1）在極板間施加了一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場B1，使速度為v1=2Uqm的離子直線通過兩極板，求B1的大??；
（2）直線通過極板的離子以v1=2Uqm進(jìn)入垂直于紙面向外的矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)域。已知磁場B2=1dmUq，求離子在磁場B2中的運(yùn)動半徑；
（3）撤去極板間磁場B1，且B2邊界足夠大。若粒子束由兩極板中央平行于極板射入，且離子的速度范圍Uq2m＜v0＜4Uqm，磁場B2=1dmUq，有部分帶電離子會通過兩極板進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場，最終被吞噬板吞噬，求離子打到吞噬板的長度x？
2
U
q
m
2
U
q
m
1
d
m
U
q
U
q
2
m
4
U
q
m
1
d
m
U
q
【答案】（1）B1的大小為；
（2）離子在磁場B2中的運(yùn)動半徑為；
（3）離子打到吞噬板的長度x為。
1
d
m
U
2
q
（2）離子在磁場B2中的運(yùn)動半徑為
2
d
（3）離子打到吞噬板的長度x為
13
8
d
【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：2024/4/20 14:35:0組卷：124引用：1難度：0.1
相似題
-
1．在如圖所示的平面直角坐標(biāo)系中，第二象限內(nèi)存在水平向左的勻強(qiáng)電場，在x軸上有兩個粒子源A、B，沿y軸正向以相同速度同時發(fā)射質(zhì)量相同、電荷量相同的帶負(fù)電的粒子，粒子源A、B的坐標(biāo)分別為xA=-9L、xB=-4L。通過電場后A、B兩處發(fā)射的粒子分別從y軸上的C、D兩點(diǎn)（圖中未畫出）進(jìn)入第一象限。不計粒子重力及粒子間的相互作用。
（1）設(shè)C、D兩點(diǎn)坐標(biāo)分別為（0，yC）、（0，yD），求yC、yD的比值；
（2）若第一象限內(nèi)未加任何場，兩處粒子將在第一象限內(nèi)某點(diǎn)相遇，求相遇點(diǎn)的橫坐標(biāo)；
（3）若第一象限內(nèi)y＞yC區(qū)域，加上垂直于坐標(biāo)平面方向向里的勻強(qiáng)磁場（圖中未畫出），兩處粒子最終將從磁場飛出，求兩處粒子飛出位置間的距離。發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：25引用：3難度：0.4 -
2．如圖，在xOy坐標(biāo)系中的第一象限內(nèi)存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場，第二象限內(nèi)存在方向垂直紙面向外磁感應(yīng)強(qiáng)度B=的勻強(qiáng)磁場，磁場范圍可調(diào)節(jié)（圖中未畫出）。一粒子源固定在x軸上M（L，0）點(diǎn)，沿y軸正方向釋放出速度大小均為v0的電子，電子經(jīng)電場后從y軸上的N點(diǎn)進(jìn)入第二象限。已知電子的質(zhì)量為m,電荷量的絕對值為e,ON的距離3mv02eL，不考慮電子的重力和電子間的相互作用，求：233L
（1）第一象限內(nèi)所加電場的電場強(qiáng)度；
（2）若磁場充滿第二象限，電子將從x軸上某點(diǎn)離開第二象限，求該點(diǎn)的坐標(biāo)；
（3）若磁場是一個圓形有界磁場，要使電子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后通過x軸時，與y軸負(fù)方向的夾角為30°，求圓形磁場區(qū)域的最小面積。發(fā)布：2024/12/29 23:30:1組卷：256引用：5難度：0.3 -
3．在“質(zhì)子療法”中，質(zhì)子先被加速到具有較高的能量，然后被引向轟擊腫瘤，殺死細(xì)胞。如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子從極板A處由靜止加速，通過極板A1中間的小孔后進(jìn)入速度選擇器，并沿直線運(yùn)動。速度選擇器中的勻強(qiáng)磁場垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.01T，極板CC1間的電場強(qiáng)度大小為E=1×105N/C。坐標(biāo)系xOy中yOP區(qū)域充滿沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場Ⅰ，xOP區(qū)域充滿垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場Ⅱ，OP與x軸夾角a=30°。勻強(qiáng)磁場Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1，且1T≤B1≤1.5T。質(zhì)子從（0，d）點(diǎn)進(jìn)入電場Ⅰ，并垂直O(jiān)P進(jìn)入磁場Ⅱ。取質(zhì)子比荷為，d=0.5m。求：qm=1×108C/kg
（l）極板AA1間的加速電壓U；
（2）勻強(qiáng)電場Ⅰ的電場強(qiáng)度E1；
（3）質(zhì)子能到達(dá)x軸上的區(qū)間的長度L（結(jié)果用根號表示）。發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：123引用：3難度：0.6
相關(guān)試卷