當(dāng)前位置： 2021-2022學(xué)年浙江省百校聯(lián)考高三（上）開(kāi)學(xué)物理試卷> 試題詳情

在芯片制作過(guò)程中，涉及硅粉在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)和吸收，情景可以簡(jiǎn)化為如下：如圖（1）所示：在
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圓形區(qū)域OAB中有垂直于該平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，硅粉可視為質(zhì)量為m,帶電量為+q的帶電粒子，硅粉從靜止開(kāi)始經(jīng)U的加速電壓加速以后從AB邊界的中點(diǎn)C垂直O(jiān)A邊界進(jìn)入磁場(chǎng)，經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)作用以后恰好從OB邊界的中點(diǎn)D垂直O(jiān)B邊界離開(kāi)磁場(chǎng)?忽略硅粉的重力和硅粉之間的相互作用力。

（1）求圓形區(qū)域OAB磁場(chǎng)的半徑R。
（2）如圖（2）所示：如果同時(shí)有N（N很大）個(gè)硅粉在C點(diǎn)上下0.4R的范圍內(nèi)均垂直AO方向入射，并且如圖建立xOy坐標(biāo)系，在OB邊界下方0.2R處有一個(gè)平行r軸的無(wú)限長(zhǎng)接受屏EF。硅粉碰到接受屏后完全吸收不反彈。
①求所有硅粉通過(guò)x軸時(shí)，有硅粉通過(guò)區(qū)間的x值范圍；
②如果這N個(gè)硅粉經(jīng)過(guò)的場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后通過(guò)x軸時(shí)空間上沿x軸均勻分布，求足夠長(zhǎng)時(shí)間后接受屏EF受到的所有硅粉的總沖量。

【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)；從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場(chǎng)中的問(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：2024/6/27 10:35:59組卷：64引用：1難度：0.3

相似題

1．如圖所示，在x軸上方存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在xOy平面內(nèi)，從原點(diǎn)O處與x軸正方向成角θ（0＜θ＜π），以速率v發(fā)射個(gè)帶正電的粒子（重力不計(jì)），則下列說(shuō)法正確的是（　?。?/h2>

A．若v一定，θ越大，則粒子離開(kāi)磁場(chǎng)的位置距O點(diǎn)越遠(yuǎn)

B．若v一定，θ越大，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越短

C．若θ一定，v越大，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的角速度越大

D．若θ一定，v越大，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越短

發(fā)布：2024/11/15 13:30:1組卷：170引用：4難度：0.4

解析

2．如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，經(jīng)電勢(shì)差為U的電場(chǎng)加速后，從O點(diǎn)垂直MN邊界進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，速度方向與磁場(chǎng)方向垂直，最后在MN邊界上的P點(diǎn)．設(shè)帶電粒子初速度為零且不計(jì)重力：
①計(jì)算粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率；
②判斷該粒子帶正電還是負(fù)電；
③計(jì)算OP間的距離．
發(fā)布：2024/11/15 8:0:2組卷：257引用：1難度：0.5
解析
3．如圖甲所示，在真空中半徑r=3×10^-2m的圓形區(qū)域內(nèi)．有磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T．方向如圖的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一束帶正電的粒子電荷量q=1.6×10^-19C，質(zhì)量m=1.6×10^-27kg,以初速度v₀=1.0×10⁶m/s.從磁場(chǎng)邊界上直徑ab的a端沿各個(gè)方向射入磁場(chǎng)且初速度方向都垂直于磁場(chǎng)方向．不計(jì)粒子重力．計(jì)算時(shí)取sin=37°=0.6，cos37°=0.8．求：
（1）當(dāng)粒子的速度方向與直徑ab的夾角α為多少時(shí)．粒子剛好從磁場(chǎng)邊界b處飛出磁場(chǎng)．該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是多少？
（2）若粒子射入磁場(chǎng)的速度改為v=3.0×10⁵m/s,其他條件不變．試用曲線在圖乙中畫(huà)出該束粒子在磁場(chǎng)中可能出現(xiàn)的區(qū)域．要求有簡(jiǎn)要的文字說(shuō)明．
發(fā)布：2024/11/15 8:0:2組卷：12引用：0難度：0.9
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