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如圖為一種新型粒子收集裝置,一個(gè)繞豎直軸以速度ω=20πrad/s逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的粒子源放置在邊長為L=0.1m的立方體abcdatbcd的中心,立方體四個(gè)側(cè)面均為熒光屏,上下底面acbb′、cc'dd′為空,立方體處在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T勻強(qiáng)磁場中。在t=0時(shí)刻,粒子源的發(fā)射方向恰好水平向右指向bb′cc′的中心,并發(fā)射一種比荷為
q
m
=1×108C/kg帶正電粒子。已知每秒發(fā)射粒子總數(shù)為n0,粒子源發(fā)射的粒子數(shù)量隨速度均勻分布,即不同速度的粒子數(shù)量相同。粒子打到熒光屏上后被熒光屏所吸收,不考慮粒子間的相互作用和熒光屏吸收粒子后的電勢(shì)變化,不考慮粒子源的尺寸大小,重力忽略不計(jì)。
(1)若無粒子打到熒光屏上,求粒子源發(fā)射的粒子的速度大小范圍;
(2)若使粒子源發(fā)射粒子全部打在熒光屏上,求粒子源發(fā)射粒子的速度大小范圍;
(3)撤去磁場,在立方體內(nèi)施加一個(gè)豎直向下的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度為E=750N/C,若粒子源發(fā)射的粒子速度范圍為5×104m/s≤v0≤1×105m/s,求每秒打在熒光屏上的粒子數(shù)量n。
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【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:90引用:1難度:0.3
相似題
  • 菁優(yōu)網(wǎng)1.如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向里,圖中虛線為磁場的邊界,其中bc段是半徑為R的四分之一圓弧,ab、cd的延長線通過圓弧的圓心,Ob長為R。一束質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子,在紙面內(nèi)以不同的速率從O點(diǎn)垂直ab射入磁場,已知所有粒子均從圓弧邊界射出,其中M、N是圓弧邊界上的兩點(diǎn),不計(jì)粒子間的相互作用和重力。則下列分析中正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/11/11 5:30:2組卷:705引用:8難度:0.9
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.1898年7月居里夫婦發(fā)現(xiàn)了一種放射性極強(qiáng)的元素,為了紀(jì)念自己的祖國波蘭把這種新元素定名為釙,同時(shí)由于對(duì)放射性的研究獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。吸煙有害健康,香煙中含有釙210,
    210
    84
    Po是一種很強(qiáng)的放射性同位素,為了探測(cè)放射線的性質(zhì),真空室中在放射源釙210的對(duì)側(cè)放有一熒光屏,可以根據(jù)熒光屏上的打點(diǎn)情況來檢測(cè)放射線的強(qiáng)弱。
    (1)在放射源與熒光屏之間不加任何場時(shí)發(fā)現(xiàn)熒光屏的中間有閃光產(chǎn)生,當(dāng)施加一垂直的勻強(qiáng)磁場,發(fā)現(xiàn)熒光屏的閃光都向一側(cè)偏移,撤去磁場在放射源與熒光屏中間放一厚紙,發(fā)現(xiàn)熒光屏上沒有閃光產(chǎn)生,請(qǐng)你根據(jù)上面的情況分析判斷是什么射線,同時(shí)寫出衰變方程(新原子核用Y表示)
    (2)用α粒子轟擊氮原子核打出了一種新的粒子,根據(jù)這種粒子在電場和磁場中的運(yùn)動(dòng)情況,測(cè)出了它的比荷。如圖為同步加速器模型,M、N為兩塊中心開有小孔的平行金屬板,新的粒子(不計(jì)重力)從M板小孔飄入板間,初速度可視為零,每當(dāng)進(jìn)入板間,兩板的電勢(shì)差變?yōu)閁,粒子得到加速,當(dāng)離開N板時(shí),兩板的電荷量均立即變?yōu)榱?。兩板外部存在垂直紙面向里的勻?qiáng)磁場,粒子在磁場作用下做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng),R遠(yuǎn)大于板間距離,經(jīng)電場多次加速,動(dòng)能不斷增大,為使R保持不變,磁場必須相應(yīng)的變化。不計(jì)粒子加速時(shí)間及其做圓周運(yùn)動(dòng)此時(shí)的電磁輻射,不考慮磁場變化對(duì)粒子速度的影響及相應(yīng)的變化,不計(jì)粒子的加速時(shí)間及其做圓周運(yùn)動(dòng)此時(shí)的電磁輻射,不考慮磁場變化對(duì)粒子速度的影響及相對(duì)論效應(yīng),開始時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0,求這種粒子的比荷以及運(yùn)動(dòng)第n周時(shí)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bn;
    (3)α粒子以初速度v0轟擊靜止的氮14原子核打出一種新的粒子,同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)新的原子核,新的粒子速度為3v0,且方向不變,反應(yīng)過程中釋放的能量完全轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的動(dòng)能,已知中子質(zhì)量為m,質(zhì)子質(zhì)量和中子質(zhì)量相等,光速為c,試計(jì)算此反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損。

    發(fā)布:2024/11/11 8:0:1組卷:88引用:1難度:0.1
  • 3.如圖所示,圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域半徑為R,磁場中心與O、O'在同一水平線上,右側(cè)有間隔分布的勻強(qiáng)電場區(qū)域和無場區(qū)域,寬度都是L,場強(qiáng)大小為E=
    m
    v
    2
    0
    q
    L
    ,MN是無限大豎直接收屏。現(xiàn)有帶正電粒子組成的粒子束,沿與水平成60°方向正對(duì)場中心射入,粒子質(zhì)量為m,電荷量為q,速率為v0,恰好從O點(diǎn)沿水平方向進(jìn)入電場區(qū)域,不計(jì)重力和粒子間相互作用,求:
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    (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B;
    (2)若接收屏MN距O點(diǎn)距離為2L,粒子擊中接收屏?xí)r的速度v;
    (3)若接收屏MN距O點(diǎn)距離為nL(n=1,2,3………),粒子擊中接收屏用時(shí)離OO'線的距離y。

    發(fā)布:2024/11/9 10:30:1組卷:254引用:2難度:0.3
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