如圖甲是一種利用磁場偏轉(zhuǎn)的粒子收集裝置原理圖。兩塊磁鐵前后平行垂直水平面放置，收集板位于兩塊磁鐵之間，平行于上下底面從高到低依次放置，所有收集板的右端在同一豎直面上，收集板長度從高到低依次變大，因而左端位置不同。已知兩磁鐵之間的長方體空間內(nèi)存在水平方向的勻強磁場，磁感應強度為B=0.1T．一個粒子源被固定在其底面上，粒子源豎直向上發(fā)射出質(zhì)量為m=3.2×10-26kg、電荷量絕對值為q=1.6×10-19C、動能不同的粒子，這些粒子進入磁場后，在磁場的作用下運動，并打到右側的多片收集板上（如圖乙中D1、D2、D3所示）。
收集板D1剛好與粒子出射點在同一高度，已知收集板D1、D2、D3收集的最小粒子動能分別為ED1=1.0×103eV、ED2=4.0×103eV、ED3=9.0×103eV．粒子擊中收集板后有一定比例反射，反射前后粒子速度方向與收集板平面的夾角大小不變，反射速度最大值為撞擊前速度的k=0.6倍。重力及粒子間的相互作用忽略不計。
（1）試判斷粒子的電性，并寫出粒子在磁場中運動的半徑r與動能Ek的關系式（用q,m,B表示）；
（2）計算D1板左端到粒子源的水平距離s1，并討論要使得能量在ED1與ED2之間的粒子最終全部被D1吸收，D1板至少多長（左端到右端的距離）？
（3）為了使粒子在撞擊收集板反彈后不會碰到其他收集板，D2、D3到D1豎直距離的最小值分別為多少？并算出此時D2的左端到粒子源的水平距離s2。
【考點】帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動；動能定理的簡單應用．
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復制發(fā)布。
發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：117引用：1難度：0.3
相似題
-
1．如圖1所示，在xOy坐標系中，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關于x軸對稱，極板長度和板間距均為l,緊靠極板的右邊緣的有界勻強磁場區(qū)域由ΔAB0和矩形0BCD構成，其中∠OAB=60°，OD=OA．磁場方向垂直于xOy平面向里，D、A位于y軸上。位于極板左側的粒子源沿x軸向右接連發(fā)射質(zhì)量為m,電荷量為+q、速度相同的帶電粒子，現(xiàn)在0～3t0時間內(nèi)兩板間加上如圖2所示的電壓，已知t=0時刻進入兩板間的粒子，在t0時刻射入磁場時，恰好不會從磁場邊界射出磁場區(qū)域且圓心在x軸上，上述l、m、q、t0為已知量，U0=
，不考慮P、Q兩板電壓的變化對磁場的影響，也不考慮粒子的重力及粒子間的相互影響，求：ml2qt02
（1）t=0時刻進入兩板間的帶電粒子射入磁場時的速度；
（2）勻強磁場的磁感應強度的大小及磁場區(qū)域的面積；
（3）t=t0時刻進入兩板間的帶電粒子在勻強磁場中運動的時間。
發(fā)布：2024/12/30 0:0:1組卷：79引用：2難度：0.7 -
2．如圖，半徑為d的圓形區(qū)域內(nèi)有磁感應強度為B的勻強磁場，磁場垂直圓所在的平面。一帶電量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子從圓周上a點對準圓心O射入磁場，從b點折射出來，若α=60°，則帶電粒子射入磁場的速度大小為（ ）發(fā)布：2025/1/6 0:30:5組卷：272引用：2難度：0.6 -
3．如圖所示，三角形ABC內(nèi)有垂直于三角形平面向外的勻強磁場，AB邊長為L，∠CAB=30°，∠B=90°，D是AB邊的中點?，F(xiàn)在DB段上向磁場內(nèi)射入速度大小相同、方向平行于BC的同種粒子（不考慮粒子間的相互作用和粒子重力），若從D點射入的粒子恰好能垂直AC邊射出磁場，則AC邊上有粒子射出的區(qū)域長度為（ ）發(fā)布：2025/1/3 0:30:3組卷：300引用：1難度：0.5
把好題分享給你的好友吧~~