北京正負(fù)電子對撞機(jī)(BEPC)主要由直線加速器、電子分離器、環(huán)形儲存器和對撞測量區(qū)組成,其簡化原理如圖乙所示:MN和PQ為足夠長的水平邊界,豎直邊界EF將整個區(qū)域分成左右兩部分,I區(qū)域的磁場方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B,II區(qū)域的磁場方向垂直紙面向外大小可以調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)II區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可以使正負(fù)電子在測量區(qū)內(nèi)不同位置進(jìn)行對撞。經(jīng)加速和積累后的電子束以相同速率分別從注入口C和D入射,入射方向平行EF且垂直磁場。已知注入口C、D到EF的距離均為d,邊界MN和PQ的間距可在4d至6d間調(diào)節(jié),正、負(fù)電子的質(zhì)量均為m,所帶電荷量分別為+e和-e,忽略電子進(jìn)入加速器的初速度,電子重力不計。
(1)判斷從注入口C、D入射的分別是哪一種電子;
(2)若電子束以v=5eBd8m的速率連續(xù)入射,當(dāng)MN和PQ的間距分別為4d和6d時,欲使正負(fù)電子能回到區(qū)域I,求區(qū)域II感應(yīng)強(qiáng)度BII的最小值分別為多少;
(3)若電子束的速度v=eBdm,MN和PQ的間距為6d,將II區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小調(diào)為12B,但負(fù)電子射入時刻滯后于正電子Δt=2πm3eB,求正負(fù)電子相撞的位置坐標(biāo)(以F為原點,F(xiàn)→Q為x軸正方向,F(xiàn)→E為y軸正方向建立坐標(biāo)系)。
5
e
B
d
8
m
e
B
d
m
1
2
2
πm
3
e
B
【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:101引用:2難度:0.4
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1.如題圖所示,在直角坐標(biāo)系的第一象限中有一半徑為R的扇形POQ無場區(qū)域,第一象限剩余區(qū)域(含PQ圓弧邊界)及第四象限均存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場B。大量質(zhì)量為m,帶電量為q的正粒子從圓弧PQ上各點沿y軸正方向以相同速度v(大小未知)射入磁場,且所有粒子軌跡均交于Q點并被粒子收集盒(圖中未畫)吸收。不計粒子重力,則( )
A.磁場方向垂直紙面向里 B.粒子速度為 qBRmC.粒子運動到Q點的最短時間為 3πm2qBD.粒子從進(jìn)入磁場到運動至Q點的過程中離Q的最遠(yuǎn)距離為2R 發(fā)布:2024/12/20 13:0:2組卷:27引用:2難度:0.4 -
2.如圖所示,一粒子發(fā)射源P位于足夠大絕緣板AB的上方
處,能夠在紙面內(nèi)向各個方向發(fā)射速率為v、電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子??臻g存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,不考慮粒子間的相互作用和粒子重力,已知粒子做圓周運動的半徑大小恰好為d,則( ?。?/h2>d2A.粒子能打在板上的區(qū)域長度是 d15B.粒子能打在板上的區(qū)域長度是 d3+152C.粒子從出發(fā)至打到板上的最短時間為 πd6vD.粒子從出發(fā)至打到板上的最長時間為 5πd3v發(fā)布:2024/12/20 0:30:1組卷:365引用:6難度:0.2 -
3.如圖所示,在直角坐標(biāo)系xOy的第1、4象限內(nèi)存在方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場Ⅰ和Ⅱ,兩磁場以O(shè)P直線為界,OP直線與+x軸夾角為30°,其磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B和2B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從y軸上的N點沿平行于+x軸的方向射直入磁場Ⅰ;一段時間后,該粒子在OP邊界上某點以垂直于OP的方向射入磁場Ⅱ,最后粒子射出磁場。則粒子在磁場中運動的時間為( ?。?/h2>
A. 7πm6qBB. 5πm6qBC. 2πm3qBD. πmqB發(fā)布:2024/12/24 0:0:3組卷:282引用:1難度:0.6
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