北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)(BEPC)主要由直線加速器、電子分離器、環(huán)形儲(chǔ)存器和對(duì)撞測(cè)量區(qū)組成,其簡(jiǎn)化原理如圖乙所示:MN和PQ為足夠長(zhǎng)的水平邊界,豎直邊界EF將整個(gè)區(qū)域分成左右兩部分,I區(qū)域的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B,II區(qū)域的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外大小可以調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)II區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可以使正負(fù)電子在測(cè)量區(qū)內(nèi)不同位置進(jìn)行對(duì)撞。經(jīng)加速和積累后的電子束以相同速率分別從注入口C和D入射,入射方向平行EF且垂直磁場(chǎng)。已知注入口C、D到EF的距離均為d,邊界MN和PQ的間距可在4d至6d間調(diào)節(jié),正、負(fù)電子的質(zhì)量均為m,所帶電荷量分別為+e和-e,忽略電子進(jìn)入加速器的初速度,電子重力不計(jì)。
(1)判斷從注入口C、D入射的分別是哪一種電子;
(2)若電子束以v=5eBd8m的速率連續(xù)入射,當(dāng)MN和PQ的間距分別為4d和6d時(shí),欲使正負(fù)電子能回到區(qū)域I,求區(qū)域II感應(yīng)強(qiáng)度BII的最小值分別為多少;
(3)若電子束的速度v=eBdm,MN和PQ的間距為6d,將II區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小調(diào)為12B,但負(fù)電子射入時(shí)刻滯后于正電子Δt=2πm3eB,求正負(fù)電子相撞的位置坐標(biāo)(以F為原點(diǎn),F(xiàn)→Q為x軸正方向,F(xiàn)→E為y軸正方向建立坐標(biāo)系)。
5
e
B
d
8
m
e
B
d
m
1
2
2
πm
3
e
B
【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng).
【答案】見(jiàn)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:101引用:2難度:0.4
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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(duì)稱,極板長(zhǎng)度和板間距均為l,緊靠極板的右邊緣的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域由ΔAB0和矩形0BCD構(gòu)成,其中∠OAB=60°,OD=OA.磁場(chǎng)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(chǎng)時(shí),恰好不會(huì)從磁場(chǎng)邊界射出磁場(chǎng)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(duì)磁場(chǎng)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(chǎng)時(shí)的速度;
(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及磁場(chǎng)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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。發(fā)布:2024/12/30 0:0:1組卷:79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(chǎng),磁場(chǎng)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(duì)準(zhǔn)圓心O射入磁場(chǎng),從b點(diǎn)折射出來(lái),若α=60°,則帶電粒子射入磁場(chǎng)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(chǎng),AB邊長(zhǎng)為L(zhǎng),∠CAB=30°,∠B=90°,D是AB邊的中點(diǎn)?,F(xiàn)在DB段上向磁場(chǎng)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(chǎng),則AC邊上有粒子射出的區(qū)域長(zhǎng)度為( ?。?/h2>
發(fā)布:2025/1/3 0:30:3組卷:300引用:1難度:0.5
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