如图,离子源A产生的初速为零、带电量均为e、质量不同的正离子被电压为U0的加速电场加速后匀速通过准直管,垂直射入匀强偏转电场,偏转后通过极板HM上的小孔S离开电场,经过
◎ 题目
如图,离子源A产生的初速为零、带电量均为e、质量不同的正离子被电压为U0的加速电场加速后匀速通过准直管,垂直射入匀强偏转电场,偏转后通过极板HM上的小孔S离开电场,经过一段匀速直线运动,垂直于边界MN进入磁感应强度为B的匀强磁场。已知HO=d,HS=2d,∠MNQ=90°。(忽略粒子所受重力) (1)求偏转电场场强E0的大小以及HM与MN的夹角φ; (2)求质量为m的离子在磁场中做圆周运动的半径; (3)若质量为4m的离子垂直打在NQ的中点S1处,质量为16m的离子打在S2处。求S1和S2之间的距离以及能打在NQ上的正离子的质量范围。 |
◎ 答案
解:(1)正离子被电压为U0的加速电场加速后速度设为V1,设对正离子,应用动能定理有 eU0=mV12 正离子垂直射入匀强偏转电场,作类平抛运动 受到电场力F=qE0、产生的加速度为a=,即a= 垂直电场方向匀速运动,有2d=V1t 沿场强方向:Y=at2 联立解得E0= 又tanφ= 解得φ=45° (2) 正离子进入磁场时的速度大小为V2=,正离子在匀强磁场中作匀速圆周运动,由洛仑兹力提供向心力,qV2B= 解得离子在磁场中做圆周运动的半径R=2 (3)根据R=2可知 质量为4m的离子在磁场中的运动打在S1,运动半径为R1=2 质量为16m的离子在磁场中的运动打在S2,运动半径为R2=2 又ON=R2-R1 由几何关系可知S1和S2之间的距离ΔS=-R1 联立解得ΔS=4(-) 由R′2=(2R1)2+(R′-R1)2,解得R′=R1 再根据R1<R<R1,解得m<mx<25m |
◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“如图,离子源A产生的初速为零、带电量均为e、质量不同的正离子被电压为U0的加速电场加速后匀速通过准直管,垂直射入匀强偏转电场,偏转后通过极板HM上的小孔S离开电场,经过…”主要考查了你对 【带电粒子在电场中的偏转】,【带电粒子在匀强磁场中的运动】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。- 最新内容
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上一篇:如图甲所示,水平放置的两平行金属板的板长l不超过0.2m,OO′为两金属板的中线。在金属板的右侧有一区域足够大的匀强磁场,其竖直左边界MN与OO′垂直,磁感应强度的大小B=0.
下一篇:两个板长均为L的平板电极,平行正对放置,相距为d,极板之间的电势差为U,板间电场可以认为是均匀的。一个α粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间,到达
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