質(zhì)譜儀是一種檢測同位素的儀器，利用電場和磁場可以將同位素進(jìn)行分離。現(xiàn)有氕（11H）、氘（21H）兩種帶電粒子從容器A下方的狹縫S1飄入電勢差為U0的加速電場，其初速度幾乎為零，然后沿著與磁場垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的足夠大勻強(qiáng)磁場中，最后打到照相底片上。已知帶電粒子從狹縫S3進(jìn)入磁場時與垂直磁場邊界方向存在一個很小的散射角θ，所有粒子均打在底片區(qū)域內(nèi)，所能到達(dá)的最遠(yuǎn)點(diǎn)為M。已知氘粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q,忽略帶電粒子的重力及粒子間相互作用力，求：
（1）M點(diǎn)與狹縫S3之間的距離d；
（2）若某些氘粒子進(jìn)入磁場后，形成等效電流為I的粒子束，最終垂直打在照相底片上的P點(diǎn)（圖中未畫出）形成一個曝光點(diǎn)，粒子均被吸收。求氘粒子束單位時間內(nèi)對P點(diǎn)的沖擊力大小F；
（3）若考慮磁感應(yīng)強(qiáng)度在（B0-ΔB）到（B0+ΔB）之間波動，要使在底片上能完全分辨氕、氘兩種粒子，求ΔB應(yīng)滿足的條件。
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【考點(diǎn)】帶電粒子由磁場進(jìn)入電場中的運(yùn)動；與加速電場相結(jié)合的質(zhì)譜儀；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的圓周運(yùn)動；牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題；從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場中的問題．
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：244引用：2難度：0.5
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1．如圖所示，在y軸的右方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，在x軸的下方有一方向平行x軸向左的勻強(qiáng)電場?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子由靜止經(jīng)過加速電壓為U的電場加速，并從y軸上的A點(diǎn)垂直y軸進(jìn)入第一象限，而后從x軸上的P處以與x軸正方向夾角為60°的方向進(jìn)入第四象限，最后到達(dá)y軸上的Q點(diǎn)（圖中未畫出）。已知電場的電場強(qiáng)度大小，不考慮粒子受到的重力，則（ ?。?/h2>E=BqU6m發(fā)布：2024/12/20 7:0:1組卷：102引用：1難度：0.3 -
2．如圖所示，平行邊界M、N間有垂直邊界向右的勻強(qiáng)電場，勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為E=103V/m,平行邊界N、P間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，相鄰邊界間距均為L=0.2m,一個質(zhì)量為m=10-11kg、電荷量為q=10-7C的帶正電的粒子從電場中緊靠邊界M的O點(diǎn)，以垂直電場方向向上、大小為v0=2×103m/s的初速度射入電場，經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后，粒子進(jìn)入磁場，粒子剛好不從磁場的邊界P射出磁場。不計粒子的重力，求：
（1）粒子從O開始第一次運(yùn)動到邊界N時速度的大??；
（2）勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；
（3）粒子第一次在磁場中運(yùn)動的時間。發(fā)布：2024/12/20 2:30:1組卷：179引用：4難度：0.5 -
3．如圖所示，在y＞0的空間中存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，在y＜0的空間中存在方向垂直xOy平面（紙面）向外的勻強(qiáng)磁場，一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子，比荷C/kg,自y軸上的P1點(diǎn)以速率v0=10m/s沿x軸正方向射入電場；然后經(jīng)過x軸上的P2點(diǎn)進(jìn)入磁場，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后，經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)O返回第一象限。已知OP1=d=1m,OP2=2qm=13×10-2m,不計粒子重力。求：3d=23
（1）電場強(qiáng)度E的大小；
（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；
（3）粒子從點(diǎn)P1到第一次經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)O所用的時間t。發(fā)布：2024/12/15 17:30:1組卷：460引用：1難度：0.6
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