實(shí)驗(yàn)室篩選帶電粒子的裝置如圖。加速器M、N兩板中心開有小孔,板間電壓為U1。速度選擇器中,磁場(chǎng)垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1,電場(chǎng)方向未畫出。圓心為O,半徑為R的絕緣圓筒,圓筒內(nèi)存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),圓筒橫截面有三個(gè)等間距的小孔A、B、C。一帶電量為+q,質(zhì)量為m的粒子(重力不計(jì)),由靜止經(jīng)過加速器加速后恰能沿直線通過速度選擇器,最終從A孔正對(duì)圓心O射入圓筒。求:
(1)速度選擇器中電場(chǎng)強(qiáng)度的大小
(2)若粒子進(jìn)入絕緣圓筒后,直接從B點(diǎn)射出,則圓筒內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2為多大?
(3)為了使粒子從B點(diǎn)射出后能從C點(diǎn)返回筒內(nèi),可在圓筒外PQ直線右側(cè)加一垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B3。若粒子在運(yùn)動(dòng)中與圓筒壁碰撞,以原速率反彈。求B3可能的大小。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/5/29 8:0:9組卷:31引用:1難度:0.3
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1.半導(dǎo)體摻雜是集成電路生產(chǎn)中最基礎(chǔ)的工作,某公司開發(fā)的第一代晶圓摻雜機(jī)主要由三部分組成:離子發(fā)生器,控制器和標(biāo)靶。簡化模型如圖所示,離子發(fā)生器產(chǎn)生電量為+q,質(zhì)量為m的離子,以足夠大速度v0沿電場(chǎng)的中央軸線飛入電場(chǎng);控制器由靠得很近的平行金屬板A、B和相互靠近的兩個(gè)電磁線圈構(gòu)成(忽略邊緣效應(yīng)),極板A、B長為L1,間距為d,加上電壓時(shí)兩板間的電場(chǎng)可當(dāng)作勻強(qiáng)電場(chǎng),兩電磁線圈間的圓柱形磁場(chǎng)可以當(dāng)作勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流的關(guān)系B=kI,k為常數(shù),勻強(qiáng)電場(chǎng)與(柱形)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的中軸線互相垂直相交,磁場(chǎng)橫截面的半徑為r0;標(biāo)靶是半徑為R的單晶硅晶圓,并以晶圓圓心為坐標(biāo)原點(diǎn),建立Oxy正交坐標(biāo)系。晶圓與勻強(qiáng)電場(chǎng)的中軸線垂直,與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的中軸線平行,且與勻強(qiáng)電場(chǎng)中心和柱形勻強(qiáng)磁場(chǎng)中軸線的距離分別為L2和L3,其中R=
。UAB=0,I=0時(shí),離子恰好打到晶圓的(0,0)點(diǎn)。3L3
(1)當(dāng)I=0,UAB=U1時(shí),離子恰好能打到(0,-R)點(diǎn),求U1的值。
(2)當(dāng)UAB=0,I=I1時(shí),離子能打到點(diǎn)(R,0),求I1的值。
(3)試導(dǎo)出離子打到晶圓上位置(x,y)與UAB和I的關(guān)系式。(提示:tanθ=)2tanθ21-tan2θ2發(fā)布:2024/11/12 19:30:1組卷:282引用:3難度:0.1 -
2.“太空粒子探測(cè)器”是安裝在國際空間站上的一種探測(cè)宇宙射線的試驗(yàn)設(shè)備,由加速裝置、偏轉(zhuǎn)裝置和收集裝置三部分組成。其簡化原理圖如圖所示,兩個(gè)同心扇形圓弧面PQ、MN之間存在輻射狀的加速電場(chǎng),方向由內(nèi)弧面指向外弧面,圓心為O,兩弧面間的電勢(shì)差為U,右側(cè)邊長為L的正方形邊界abcd內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其大小為B(可調(diào)節(jié)),O點(diǎn)為ad邊界的中點(diǎn),PO、QO與ad邊界的夾角均為30°。假設(shè)太空中質(zhì)量為m、電荷量為e的帶負(fù)電粒子,均能均勻地吸附到外弧面PQ的右側(cè)面上,由靜止經(jīng)電場(chǎng)加速后穿過內(nèi)弧面均從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),不計(jì)粒子重力、粒子間的作用力及碰撞,下列說法正確的是( )
發(fā)布:2024/10/26 23:0:1組卷:75引用:1難度:0.7 -
3.如圖所示,以棱長為L的正方體頂點(diǎn)O為原點(diǎn)建立三維坐標(biāo)系Oxyz,其中正方體的頂點(diǎn)P落在x軸上,頂點(diǎn)Q落在y軸上。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子(重力不計(jì))由Q點(diǎn)沿x軸正方向以初速度v0射入正方體,第一次只加沿z軸負(fù)方向磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),該粒子恰好能通過OQ的中點(diǎn);第二次只加沿y軸負(fù)方向電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),該粒子恰好能通過OP的中點(diǎn);第三次同時(shí)加上與前兩次等大的磁場(chǎng)和電場(chǎng),其中磁場(chǎng)方向不變,將電場(chǎng)方向調(diào)整為與yOz平面平行,與z軸正方向成30°角、與y軸正方向成60°角。則( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/11/9 5:0:1組卷:118引用:1難度:0.6
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