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          共50条信息

            • 1． 如图所示，直角坐标系xOy的第二象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B1=1T，在0＜x＜d及x＞2d的I、Ⅱ区域内存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，d=0.6m，电场强度大小均为E=2N/C，磁感应强度大小均为B2=T；在d＜x＜2d区域内存在与I、Ⅱ区域相同的竖直向上的匀强电场。一根绝缘粗糙的硬杆，下端位于坐标原点，倾角为θ=30°，一个质量为m=0.1kg、电荷量为q=0.5C的带正电小球中心有小孔，可穿在硬杆上，小球与硬杆间的动摩擦因数为µ=．将穿在硬杆上的小球从距离X轴高度为h=0.4m处由静止释放，小球经过O点之前已匀速，若小球进入磁场I、Ⅱ区域后能够返回O点，求：（重力加速度g=10m/s2）
              （1）小球从开始运动到下滑到O点克服硬杆摩擦力做的功；
              （2）Ⅱ区域磁场右边界的横坐标范围；
              （3）小球从O点进入磁场I区域到再次返回O点经历的时间。
              难度：难
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            • 2． 如图所示，电容器两极板相距为d，两板间电压为U，极板间匀强磁场的磁感应强度为B1，一束电荷量相同的带电的粒子从图示方向射入电容器，沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场，结果分别打在a、b两点，两点间距离为△R，设粒子所带电量为Q，且不计粒子所受重力，则：
              （1）判断带电粒子的电性；
              （2）求带电粒子的速度；
              （3）打在a、b两点的粒子的质量之差△m是多少？
              难度：易
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            • 3． 飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析．飞行时间质谱仪主要由脉冲阀、激光器、加速电场、偏转电场和探测器组成，探测器可以在轨道上移动以捕获和观察带电粒子．整个装置处于真空状态．加速电场和偏转电场电压可以调节，只要测量出带电粒子的飞行时间，即可以测量出其比荷．如图所示，脉冲阀P喷出微量气体，经激光照射产生不同价位的离子，自a板小孔进入a、b间的加速电场，从b板小孔射出，沿中线方向进入M、N板间的偏转控制区，到达探测器．已知加速电场ab板间距为d，偏转电场极板M、N的长度为L1，宽度为L2．不计离子重力及进入a板时的初速度．
              （1）设离子的比荷为k（k=），如a、b间的加速电压为U1，试求离子进入偏转电场时的初速度v0；以及探测器偏离开中线的距离y．
              （2）当a、b间的电压为U1时，在M、N间加上适当的电压U2，离子从脉冲阀P喷出到到达探测器的全部飞行时间为t．请推导出离子比荷k的表达式：
              难度：中等
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            • 4．

              在近代物理实验中，常用回旋加速器加速得到高速粒子流\(.\)回旋加速器的结构如图所示，\(D_{1}\)、\(D_{2}\)是相距很近的两个处于匀强磁场中的半圆形金属盒，\(D\)形盒的缝隙处接交流电源，\(A\)处的粒子源产生的带电粒子在两盒之间被电场加速\(.\)设带电粒子质量为\(m\)，电量为\(q\)，匀强磁场磁感应强度为\(B\)，\(D\)形盒的最大半径为\(R\)，两个\(D\)形盒之间的距离为\(d\)，\(d\)远小于\(R\)，\(D\)形盒之间所加交变电压大小为\(U.\)不计粒子的初速度及运动过程中质量的变化，求：




              \((1)\)所加交变电压的周期\(T\)；

              \((2)\)带电粒子离开\(D\)形盒时的动能\(E_{km}\)；

              \((3)\)带电粒子在回旋加速器磁场中运动的时间\(t_{1}\)及在两\(D\)形盒间电场中运动的时间\(t_{2}\)，并证明粒子在电场中运动的时间可以忽略不计．

              难度：较难
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            • 5． 如图所示，电容器两极板相距为\(d\)，两板间电压为\(U\)，极板间匀强磁场的磁感应强度为\(B_{1}\)，一束电荷量相同的带电的粒子从图示方向射入电容器，沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为\(B_{2}\)的匀强磁场，结果分别打在\(a\)、\(b\)两点，两点间距离为\(\triangle R\)，设粒子所带电量为\(Q\)，且不计粒子所受重力，则：
              \((1)\)判断带电粒子的电性；
              \((2)\)求带电粒子的速度；
              \((3)\)打在\(a\)、\(b\)两点的粒子的质量之差\(\triangle m\)是多少？
              难度：难
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            • 6． 对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义．如图所示，质量为m、电荷量为q的铀235离子，从容器A下方的小孔S1不断飘入加速电场，其初速度可视为零，然后经过小孔S2垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做半径为R的匀速圆周运动．离子行进半个圆周后离开磁场并被收集，离开磁场时离子束的等效电流为I．不考虑离子重力及离子间的相互作用．
              （1）求加速电场的电压U；
              （2）求出在离子被收集的过程中任意时间t内收集到离子的质量M；
              （3）实际上加速电压的大小会在U±△U范围内微小变化．若容器A中有电荷量相同的铀235和质量为m’的铀238两种离子，如前述情况它们经电场加速后进入磁场中会发生分离，为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠，则应小于多少？
              难度：中等
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            • 7． 如图所示，甲图是用来使带正电的离子加速和偏转的装置．乙图为该装置中加速与偏转电场的等效模拟．以y轴为界，左侧为沿x轴正向的匀强电场，场强为E=2.0×105V/M，右侧为沿y轴负方向的匀强电场．已知OA⊥AB，OA=AB，且OB间的电势差为U0=4.0×105V，若在x轴的C点无初速地释放一个质子（不计重力，质子的比荷为1×108C/kg），结果质子刚好通过B点，求：

              （1）CO间的距离d；
              （2）质子通过B点的速度大小．
              难度：中等
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            • 8． 如图所示是质谱仪的工作原理示意图．设法使某种电荷量为q的正离子导入容器A中，离子再从狭缝S1飘入电压为U的加速电场，初速度不计．再通过狭缝S2、S3射入磁感应强度为B的匀强磁场中，射入方向垂直于磁场区的界面PQ．最后离子打到感光片上，形成垂直于纸面且平行于狭缝S3的细线．若测得细线到狭缝S3的距离为d，请导出离子的质量m的表达式．
              难度：较易
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            • 9．
              如图所示，电容器两极板相距为\(d\)，两板间电压为\(U\)，极板间的匀强磁场的磁感应强度为\(B_{1}\)，一束电荷量相同的带正电的粒子从图示方向射入电容器，沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为\(B_{2}\)的匀强磁场，结果分别打在\(a\)、\(b\)两点，两点间距离为\(s.\)设粒子所带电量为\(q\)，且不计粒子所受重力，求打在\(a\)、\(b\)两点的粒子的质量之差\(\triangle m\)是多少？
              难度：中等
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            • 10．
              飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析\(.\)飞行时间质谱仪主要由脉冲阀、激光器、加速电场、偏转电场和探测器组成，探测器可以在轨道上移动以捕获和观察带电粒子\(.\)整个装置处于真空状态\(.\)加速电场和偏转电场电压可以调节，只要测量出带电粒子的飞行时间，即可以测量出其比荷\(.\)如图所示，脉冲阀\(P\)喷出微量气体，经激光照射产生不同价位的离子，自\(a\)板小孔进入\(a\)、\(b\)间的加速电场，从\(b\)板小孔射出，沿中线方向进入\(M\)、\(N\)板间的偏转控制区，到达探测器\(.\)已知加速电场\(ab\)板间距为\(d\)，偏转电场极板\(M\)、\(N\)的长度为\(L_{1}\)，宽度为\(L_{2}.\)不计离子重力及进入\(a\)板时的初速度．
              \((1)\)设离子的比荷为\(k(k= \dfrac {q}{m})\)，如\(a\)、\(b\)间的加速电压为\(U_{1}\)，试求离子进入偏转电场时的初速度\(v_{0}\)；以及探测器偏离开中线的距离\(y\)．
              \((2)\)当\(a\)、\(b\)间的电压为\(U_{1}\)时，在\(M\)、\(N\)间加上适当的电压\(U_{2}\)，离子从脉冲阀\(P\)喷出到到达探测器的全部飞行时间为\(t.\)请推导出离子比荷\(k\)的表达式：
              难度：中等
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