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當(dāng)前位置： 2022年天津市咸水沽一中高考物理模擬試卷> 試題詳情

我國的東方超環(huán)（EAST）是研究可控核聚變反應(yīng)的超大型科學(xué)實驗裝置。裝置中的中性化室將加速到很高能量的離子束變成中性粒子束，注入到發(fā)生聚變反應(yīng)的等離子體中，將等離子體加熱到發(fā)生聚變反應(yīng)所需點火溫度。沒有被中性化的高能帶電離子對實驗裝置有很大的破壞作用，因此需要利用“剩余離子偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)”將所有帶電離子從粒子束剝離出來。剩余離子電偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的原理如圖所示，讓混合粒子束經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場，未被中性化的帶電離子發(fā)生偏轉(zhuǎn)被極板吞噬，中性粒子繼續(xù)沿原有方向運動被注入到等離子體中。若粒子束中的帶電離子主要由動能為E_k、

E_k、

E_k的三種正離子組成。所有離子的電荷量均為q,質(zhì)量均為m,兩極板間電壓為U，間距為d。
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（1）若離子的動能E_k由電場加速獲得，其初動能為零，求加速電壓U₀；
（2）要使三種帶電離子都被極板吞噬，求：
a.離子在電場中運動的最長時間；
b.偏轉(zhuǎn)極板的最短長度；
（3）剩余離子偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)還可以利用磁偏轉(zhuǎn)進行帶電離子的剝離。如圖所示，粒子束寬度為d,吞噬板MN長度為2d。要使三種能量的離子都能打到吞噬板上，求磁感應(yīng)強度大小的取值范圍。

【考點】從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場中的問題；動能定理的簡單應(yīng)用．

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：256引用：5難度：0.4

相似題

1．如圖所示，平行板電容器與水平面成θ=30°放置，電容器的電容為C，一重力不計帶正電的粒子由靜止從下極板開始加速，粒子質(zhì)量為m,電荷量為q,從C點以2v₀的速度射出，進入一電場強度方向豎直向下的勻強電場，勻強電場所在區(qū)域為長方形ABCD。已知AB的長度為L，粒子運動到A點時速度恰好水平，求：
（1）電容器所帶電荷量；
（2）長方形區(qū)域內(nèi)勻強電場的電場強度大小。
發(fā)布：2024/10/25 2:0:2組卷：5引用：2難度：0.5
解析
2．如圖1所示，由電子槍發(fā)出?的電子從靜止開始經(jīng)加速電場加速后，沿平行于板面的方向射入偏轉(zhuǎn)電場，并從另一側(cè)射出。已知電子質(zhì)量為m,電荷量為e,加速電場電壓為U₀，偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強電場，偏轉(zhuǎn)電極YY'之間電壓為U，極板長度為L，兩極板間距離為d。不計電子重力和電子間相互作用，求：
（1）電子離開加速電場時的速度大小v₀；
（2）電子在偏轉(zhuǎn)電場中的加速度大小a；
（3）電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時沿垂直板面方向的偏移距離y。
（4）有一種電子儀器叫作示波器，可以用來觀察電信號隨時間變化的情況。示波器的核心部件是示波管，它的原理圖如圖2所示。它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′之間和偏轉(zhuǎn)電極YY′之間都沒有加電壓，電子束從電子槍射出后沿直線運動，打在熒光屏中心，在那里產(chǎn)生一個亮斑。若要亮斑從中心O點移至正對屏幕的右下方，請簡要說明如何操作。
發(fā)布：2024/10/24 8:0:1組卷：21引用：1難度：0.5
解析
3．如圖所示，燈絲發(fā)射出來的電子（初速度為零，不計重力）經(jīng)電壓為U₀的兩豎直金屬板間的電場加速后從小孔穿出，沿水平金屬板A、B的中線射入，并恰好打到A板的中點C。金屬板A、B的長度均為2d、間距為d,電子質(zhì)量為m、電荷量為e。
（1）求電子從小孔穿出時的速度大小v₀；
（2）求金屬板A、B間的電壓U以及電子打到C點前瞬間的速度大小v_C。
發(fā)布：2024/10/25 0:0:1組卷：13引用：2難度：0.6
解析

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