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菁優(yōu)網(wǎng)中國“人造太陽”在核聚變實(shí)驗(yàn)方面取得新突破,該裝置中用電磁場約束和加速高能離子,其部分電磁場簡化模型如圖所示,在三維坐標(biāo)系Oxyz中,0<z≤d空間內(nèi)充滿勻強(qiáng)磁場Ⅰ,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向沿x軸正方向;-3d≤z<0,y≥0的空間內(nèi)充滿勻強(qiáng)磁場Ⅱ,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為
2
2
B
,方向平行于xOy平面,與x軸正方向夾角為45°;z<0,y≤0的空間內(nèi)充滿沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,質(zhì)量為m,帶電量為+q的離子,從yOz平面第三象限內(nèi)距y軸為L的點(diǎn)A以一定速度出射,速度方向與z軸正方向夾角為β,在yOz平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,經(jīng)坐標(biāo)原點(diǎn)O沿z軸正方向進(jìn)入磁場Ⅰ,不計(jì)離子重力。
(1)當(dāng)離子甲從A點(diǎn)出射速度為v0時(shí),求電場強(qiáng)度的大小E;
(2)若使離子甲進(jìn)入磁場后始終在磁場中運(yùn)動(dòng),求進(jìn)入磁場時(shí)的最大速度vm
(3)離子甲以
q
B
d
2
m
的速度從O點(diǎn)沿z軸正方向第一次穿過xOy面進(jìn)入磁場Ⅰ,求第四次穿過xOy平面的位置坐標(biāo)(用d表示);
(4)當(dāng)離子甲以
q
B
d
2
m
的速度從O點(diǎn)進(jìn)入磁場Ⅰ時(shí),質(zhì)量為4m,帶電量為+q的離子乙,也從O點(diǎn)沿z軸正方向以相同的動(dòng)能同時(shí)進(jìn)入磁場Ⅰ,求兩離子進(jìn)入磁場后,到達(dá)它們運(yùn)動(dòng)軌跡第一個(gè)交點(diǎn)的時(shí)間差Δt(忽略離子間相互作用)。

【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:1333引用:2難度:0.2
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    當(dāng)P和P′極板間不加偏轉(zhuǎn)電壓時(shí),電子束打在熒光屏的中心O點(diǎn)處,形成了一個(gè)亮點(diǎn);當(dāng)P和P′極板間加上偏轉(zhuǎn)電壓U后,亮點(diǎn)偏離到O′點(diǎn),(O′與O點(diǎn)的豎直間距為d,水平間距可忽略不計(jì)).若此時(shí),在P和P′間,再加上一個(gè)方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,調(diào)節(jié)磁場的強(qiáng)弱,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B時(shí),亮點(diǎn)重新回到O點(diǎn).已知極板水平方向的長度為L1,極板間距為b,極板右端到熒光屏的距離為L2(如圖所示).求:
    (1)加偏轉(zhuǎn)電壓U后,板間區(qū)域的電場強(qiáng)度大小和方向
    (2)再加入磁場后,分析電子重新回到O點(diǎn)的原因,并求出能打在O點(diǎn)的電子速度的大?。?br />(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和條件,推導(dǎo)電子比荷的表達(dá)式.

    發(fā)布:2024/12/31 8:0:1組卷:46引用:0難度:0.9
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    發(fā)布:2024/12/29 21:0:1組卷:31引用:3難度:0.8
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    發(fā)布:2024/12/29 18:0:2組卷:77引用:6難度:0.7
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