實(shí)驗(yàn)室常用電場和磁場來控制帶電粒子的運(yùn)動，在真空中A、C兩板之間加上電壓U=150V，一個(gè)比荷為qm=13×104C/kg的帶正電的粒子，從A板由靜止釋放，經(jīng)加速后，射入圓形有界勻強(qiáng)磁場邊界D點(diǎn)，速度與水平方向成60°角。勻強(qiáng)磁場區(qū)域以O(shè)為圓心，半徑R=310m,磁感應(yīng)強(qiáng)度B方向垂直紙面向外，粒子離開圓形磁場時(shí)其速度方向與DF平行。磁場右側(cè)有一個(gè)足夠大的勻強(qiáng)電場，方向豎直向下，左邊界與圓形磁場邊界相切?，F(xiàn)在電場區(qū)域放置一塊足夠長擋板GH，它與水平線FD夾角為60°（F點(diǎn)在擋板上，圓心O位于FD上），且OF=3R，粒子最后恰好打在擋板上的F點(diǎn)，不計(jì)粒子重力，結(jié)果可保留根號。求：
（1）粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速度大小vD；
（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；
（3）粒子到達(dá)F點(diǎn)時(shí)的速度大小vF；
（4）不改變其他條件，逐漸增大勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度，要使粒子仍能打到擋板上，求場強(qiáng)最大值Em。
q
m
1
3
3
10
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：60引用：2難度：0.3
相似題
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1．如圖所示，電子經(jīng)電壓U加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，在磁場中轉(zhuǎn)半個(gè)圓周后打在P點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)電壓U可以控制P點(diǎn)的位置，設(shè)OP=x,能夠正確反映U與x關(guān)系的圖象是（ ?。?br/>
發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：125引用：3難度：0.9 -
2．芯片制造過程有極其復(fù)雜的工藝，其中離子注入是一道重要的工序，該工作原理如圖所示：離子經(jīng)加速后沿水平方向進(jìn)入速度選擇器，離子在速度選擇器中做勻速直線運(yùn)動，然后通過磁分析器，選擇出特定比荷的離子，經(jīng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)后注入到水平面內(nèi)的晶圓（硅片）處。速度選擇器中勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外，勻強(qiáng)電場場強(qiáng)大小為E，方向豎直向上；磁分析器截面是內(nèi)外半徑分別為R1和R2的四分之一圓環(huán)，其兩端中心位置M和N處各有一個(gè)小孔，磁分析器中勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外；偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)中電場和磁場的分布區(qū)域是同一棱長為L的正方體，底面與晶圓所在的水平面重合，偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)中勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、勻強(qiáng)電場場強(qiáng)大小為E，它們的方向均垂直紙面向外；從磁分析器N處小孔射出的離子自偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)上表面的中心射入，當(dāng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)不加電場及磁場時(shí)，離子恰好豎直注入到晶圓上的O點(diǎn)。以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)中B的方向?yàn)閤軸正方向，水平向左為y軸正方向，建立平面直角坐標(biāo)系。整個(gè)系統(tǒng)置于真空中，不計(jì)離子重力，打到晶圓上的離子經(jīng)過電場和磁場偏轉(zhuǎn)的角度都很小，而當(dāng)α很小時(shí)，有以下近似計(jì)算：sinα≈α，
。求：1-cosα≈α22
（1）離子的電性及通過速度選擇器后的速度大??；
（2）從磁分析器出來的離子的比荷；
（3）偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)同時(shí)加上電場和磁場時(shí)，離子注入晶圓的位置坐標(biāo)。
發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：61引用：4難度：0.6 -
3．如圖所示，M和N為平行金屬板，質(zhì)量為m,電荷量為q的帶電粒子從M由靜止開始被兩板間的電場加速后，從N上的小孔穿出，以速度v由C點(diǎn)射入圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，經(jīng)D點(diǎn)穿出磁場，CD為圓形區(qū)域的直徑。已知磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向外，粒子速度方向與磁場方向垂直，重力忽略不計(jì)。
（1）判斷粒子的電性，并求M、N間的電壓U；
（2）求粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的軌道半徑r；
（3）若粒子的軌道半徑與磁場區(qū)域的直徑相等，求粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間t。發(fā)布：2024/12/29 21:0:1組卷：1315引用：5難度：0.5
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