當前位置： 2022年河北省張家口市普通高中高考物理三模試卷> 試題詳情

由電子加速器、偏轉(zhuǎn)電場和偏轉(zhuǎn)磁場組成的擴束裝置可以實現(xiàn)對電子擴束。如圖甲所示，大量電子由靜止開始經(jīng)過加速電場加速后，連續(xù)不斷的沿軸線OO'射入偏轉(zhuǎn)電場，偏轉(zhuǎn)電場的極板長為s,極板間距為d,兩板不帶電時電子通過極板的時間為2t₀，當在兩極板加上如圖乙所示的電壓時（U₀為已知），所有電子均能從兩極板間通過然后進入垂直紙面向里的勻強磁場中，最后電子都垂直磁場的右邊界射出，實現(xiàn)擴束。已知磁場寬度為l,電子的質(zhì)量為m、電荷量為e,不計重力。求：

（1）加速器加速電壓的大小；
（2）磁感應(yīng)強度B的大??；
（3）經(jīng)電子擴束器擴束后電子束的寬度。

【考點】帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動；從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場中的問題；牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題．

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：67引用：3難度：0.4

相似題

1．如圖所示，直角坐標系xOy的第一象限內(nèi)有方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強度B=
π
10
T的勻強磁場，第三象限內(nèi)有方向沿y軸負方向、電場強度E=20V/m的勻強電場．現(xiàn)將大量質(zhì)量相等、帶電量不同的粒子，從y軸上PQ之間各處沿x軸正方向于某一瞬間全部射入磁場．已知粒子的質(zhì)量m=10^-10kg,初速度v₀=1.6×10³m/s,帶電量q的范圍為2.5×10^-6C至1×10^-5C，所有粒子都能從坐標原點O處進入第三象限．足夠大的熒光屏MN位于直線y=-0.64m處，粒子打到熒光屏的瞬間，熒光屏上被粒子擊中的位置會發(fā)光．不計粒子重力，計算時可取
16
π
=5，求：
（1）PQ兩點之間的距離；
（2）熒光屏發(fā)光的持續(xù)時間；
（3）已知帶電量q=1×10^-5C的粒子能夠打中熒光屏的A點．若將熒光屏繞A點順時針轉(zhuǎn)過一定角度θ（如圖中虛線所示），且θ滿足0＜θ＜135°．試問是否存在一個角度θ使得從PQ之間同時釋放的所有粒子能夠在同一時刻到達熒光屏．若存在，請求出θ的值；若不存在，請說明原因．
發(fā)布：2024/11/15 8:0:2組卷：8引用：1難度：0.5
解析
2．如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，經(jīng)電勢差為U的電場加速后，從O點垂直MN邊界進入磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強磁場中，速度方向與磁場方向垂直，最后在MN邊界上的P點．設(shè)帶電粒子初速度為零且不計重力：
①計算粒子進入磁場時的速率；
②判斷該粒子帶正電還是負電；
③計算OP間的距離．
發(fā)布：2024/11/15 8:0:2組卷：257引用：1難度：0.5
解析
3．如圖甲所示，在真空中半徑r=3×10^-2m的圓形區(qū)域內(nèi)．有磁感應(yīng)強度B=0.2T．方向如圖的勻強磁場．一束帶正電的粒子電荷量q=1.6×10^-19C，質(zhì)量m=1.6×10^-27kg,以初速度v₀=1.0×10⁶m/s.從磁場邊界上直徑ab的a端沿各個方向射入磁場且初速度方向都垂直于磁場方向．不計粒子重力．計算時取sin=37°=0.6，cos37°=0.8．求：
（1）當粒子的速度方向與直徑ab的夾角α為多少時．粒子剛好從磁場邊界b處飛出磁場．該粒子在磁場中運動的時間是多少？
（2）若粒子射入磁場的速度改為v=3.0×10⁵m/s,其他條件不變．試用曲線在圖乙中畫出該束粒子在磁場中可能出現(xiàn)的區(qū)域．要求有簡要的文字說明．
發(fā)布：2024/11/15 8:0:2組卷：12引用：0難度：0.9
解析

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