物理氣相沉積鍍膜是芯片制作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，如圖是該設(shè)備的平面結(jié)構(gòu)簡圖。初速度不計的氬離子（比荷q1m1=2.4×106C/kg）經(jīng)電壓U0=2512×103V的電場加速后，從C點(diǎn)水平向右進(jìn)入豎直向下的場強(qiáng)為E=53×104V/m的勻強(qiáng)電場，恰好打到電場、磁場的豎直分界線I最下方M點(diǎn)（未進(jìn)入磁場）并被位于該處的金屬靶材全部吸收，CM兩點(diǎn)的水平距離為0.5m。靶材濺射出的部分金屬離子（比荷q2m2=2.0×106C/kg）沿各個方向進(jìn)入兩勻強(qiáng)磁場區(qū)域，速度大小均為1.0×104m/s,并沉積在固定基底上，M點(diǎn)到基底的距離為24m.基底與水平方向夾角為45°，大小相等、方向相反（均垂直紙面）的兩磁場B=1×10-2T的分界線Ⅱ過M點(diǎn)且與基底垂直。（兩種離子均帶正電，忽略重力及離子間相互作用力）求：
（1）CM兩點(diǎn)的高度差；
（2）在紙面內(nèi)，基底上可被金屬離子打中而鍍膜的區(qū)域長度；
（3）金屬離子打在基座上所用時間最短時粒子的入射方向與分界線Ⅱ的夾角的正弦值。
q
1
m
1
=
2
.
4
×
1
0
6
25
12
×
1
0
3
5
3
×
1
0
4
q
2
m
2
=
2
.
0
×
1
0
6
2
4
【考點(diǎn)】帶電粒子由磁場進(jìn)入電場中的運(yùn)動；從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場中的問題；牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題；動能定理的簡單應(yīng)用；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的圓周運(yùn)動．
【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：33引用：1難度：0.4
相似題
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1．在如圖所示的平面直角坐標(biāo)系中，第二象限內(nèi)存在水平向左的勻強(qiáng)電場，在x軸上有兩個粒子源A、B，沿y軸正向以相同速度同時發(fā)射質(zhì)量相同、電荷量相同的帶負(fù)電的粒子，粒子源A、B的坐標(biāo)分別為xA=-9L、xB=-4L。通過電場后A、B兩處發(fā)射的粒子分別從y軸上的C、D兩點(diǎn)（圖中未畫出）進(jìn)入第一象限。不計粒子重力及粒子間的相互作用。
（1）設(shè)C、D兩點(diǎn)坐標(biāo)分別為（0，yC）、（0，yD），求yC、yD的比值；
（2）若第一象限內(nèi)未加任何場，兩處粒子將在第一象限內(nèi)某點(diǎn)相遇，求相遇點(diǎn)的橫坐標(biāo)；
（3）若第一象限內(nèi)y＞yC區(qū)域，加上垂直于坐標(biāo)平面方向向里的勻強(qiáng)磁場（圖中未畫出），兩處粒子最終將從磁場飛出，求兩處粒子飛出位置間的距離。發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：25引用：3難度：0.4 -
2．如圖，在xOy坐標(biāo)系中的第一象限內(nèi)存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場，第二象限內(nèi)存在方向垂直紙面向外磁感應(yīng)強(qiáng)度B=的勻強(qiáng)磁場，磁場范圍可調(diào)節(jié)（圖中未畫出）。一粒子源固定在x軸上M（L，0）點(diǎn)，沿y軸正方向釋放出速度大小均為v0的電子，電子經(jīng)電場后從y軸上的N點(diǎn)進(jìn)入第二象限。已知電子的質(zhì)量為m,電荷量的絕對值為e,ON的距離3mv02eL，不考慮電子的重力和電子間的相互作用，求：233L
（1）第一象限內(nèi)所加電場的電場強(qiáng)度；
（2）若磁場充滿第二象限，電子將從x軸上某點(diǎn)離開第二象限，求該點(diǎn)的坐標(biāo)；
（3）若磁場是一個圓形有界磁場，要使電子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后通過x軸時，與y軸負(fù)方向的夾角為30°，求圓形磁場區(qū)域的最小面積。發(fā)布：2024/12/29 23:30:1組卷：235引用：5難度：0.3 -
3．在“質(zhì)子療法”中，質(zhì)子先被加速到具有較高的能量，然后被引向轟擊腫瘤，殺死細(xì)胞。如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子從極板A處由靜止加速，通過極板A1中間的小孔后進(jìn)入速度選擇器，并沿直線運(yùn)動。速度選擇器中的勻強(qiáng)磁場垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.01T，極板CC1間的電場強(qiáng)度大小為E=1×105N/C。坐標(biāo)系xOy中yOP區(qū)域充滿沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場Ⅰ，xOP區(qū)域充滿垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場Ⅱ，OP與x軸夾角a=30°。勻強(qiáng)磁場Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1，且1T≤B1≤1.5T。質(zhì)子從（0，d）點(diǎn)進(jìn)入電場Ⅰ，并垂直O(jiān)P進(jìn)入磁場Ⅱ。取質(zhì)子比荷為，d=0.5m。求：qm=1×108C/kg
（l）極板AA1間的加速電壓U；
（2）勻強(qiáng)電場Ⅰ的電場強(qiáng)度E1；
（3）質(zhì)子能到達(dá)x軸上的區(qū)間的長度L（結(jié)果用根號表示）。發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：103引用：3難度：0.6
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