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题型:综合题
题类:常考题
难易度:普通
天津市和平区2019-2020学年高三上学期物理期末区统考试卷
利用电场和磁场,可以将比荷不同的离子分开,这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用.如图所示的矩形区域ACDG(AC边足够长)中存在垂直于纸面的匀强磁场,A处有一狭缝.离子源产生的离子,经静电场加速后穿过狭缝沿垂直于GA边且垂直于磁场的方向射入磁场,一段时间后运动到GA边,被相应的收集器收集.整个装置内部为真空.已知被加速的两种正离子的质量分别是m
1
和m
2
(m
1
>m
2
),电荷量均为q.加速电场的电势差为U,离子进入电场时的初速度可以忽略.不计重力,也不考虑离子间的相互作用.
(1)、
若忽略狭缝的宽度,当磁感应强度的大小为 B 时,求两种离子在 GA 边落点的间距 x;
(2)、
若狭缝宽度不能忽略,狭缝过宽可能使两束离子在 GA 边上的落点区域交叠,导致两种离子无法完全分离.设磁感应强度大小可调,GA 边长为定值 L,狭缝宽度为 d,狭缝右边缘在 A 处.离子可以从狭缝各处射入磁场,入射方向仍垂直于 GA 边且垂直于磁场.为保证上述两种离子能落在 GA 边上并被完全分离,求狭缝的最大宽度.
举一反三
科学家们用电场和磁场来控制带电粒子的运动。如图所示,有一中轴线沿x轴的平行板器件,上极板带正电,间距
的两极板间电压
, 极板间存在着匀强磁场
。一束带电量大小为
, 质量
, 速率
的粒子从平行板器件左侧射入,恰好能沿中轴线从平行板器件右侧射出。不计带电粒子的重力及粒子间相互作用。
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