當(dāng)前位置： 2020年天津市南開(kāi)中學(xué)高考物理模擬試卷（五）> 試題詳情

如圖所示，在xOy平面內(nèi)，有一電子源持續(xù)不斷地沿x正方向每秒發(fā)射出N個(gè)速率均為v的電子，形成寬為2b、在y軸方向均勻分布且關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng)的電子流。電子流沿x方向射入一個(gè)半徑為R，中心位于原點(diǎn)O的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直xOy平面向里，電子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后均從P點(diǎn)射出，在磁場(chǎng)區(qū)域的正下方有一對(duì)平行于x軸的金屬平行板K和A，其中K板與P點(diǎn)的距離為d,中間開(kāi)有寬度為2l且關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)的小孔。K板接地，A與K兩板間加有正負(fù)、大小均可調(diào)的電壓U_AK，穿過(guò)K板小孔到達(dá)A板的所有電子被收集且導(dǎo)出，從而形成電流。已知b=
3
2
R，d=l,電子質(zhì)量為m,電荷量為e,忽略電子間相互作用。
（1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；
（2）求電子從P點(diǎn)射出時(shí)與負(fù)y軸方向的夾角θ的范圍；
（3）當(dāng)U_AK=0時(shí)，每秒經(jīng)過(guò)極板K上的小孔到達(dá)極板A的電子數(shù)；
（4）求U_AK為多大時(shí)，板間的電流為0。

【考點(diǎn)】帶電粒子由磁場(chǎng)進(jìn)入電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問(wèn)題．

【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：120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(kāi)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(jiǎn)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(zhǎng)為L(zhǎng)₁，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L(zhǎng)₂和L₃，其中R=
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L
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。U_AB=0，I=0時(shí)，離子恰好打到晶圓的（0，0）點(diǎn)。
（1）當(dāng)I=0，U_AB=U₁時(shí)，離子恰好能打到（0，-R）點(diǎn)，求U₁的值。
（2）當(dāng)U_AB=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U_AB和I的關(guān)系式。（提示：tanθ=
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tan
θ
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-
tan
2
θ
2
）
發(fā)布：2024/11/12 19:30:1組卷：284引用：3難度：0.1
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