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如图所示,在NOQ范围内有垂直于纸面向里的匀强磁场I,在MOQ范围内有垂直于纸面向外的匀强磁场Ⅱ,M、O、N在一条直线上,∠MOQ=60°.这两个区域磁场的磁感应强度大小均为B.离子源中的正
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如图所示,在NOQ范围内有垂直于纸面向里的匀强磁场I,在MOQ范围内有垂直于纸面向外的匀强磁场Ⅱ,M、O、N在一条直线上,∠MOQ=60°.这两个区域磁场的磁感应强度大小均为B.离子源中的正离子(带电量为q,质量为m,不计重力)通过小孔O1进入极板间电压为U的加速电场区域(可认为初速度为零),离子经电场加速后通过小孔O2射出,从接近O点处进入磁场区域I.离子进入磁场的速度垂直于磁场边界MN,也垂直于磁场.
(1)当加速电场极板电压U=U0,求离子进入磁场中做圆周运动的半径R;
(2)在OQ上有一点P,P点到O点距离为L,当加速电场极板电压U1时,离子恰好通过P点第一次进入磁场Ⅱ,求U1的值;![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/8b82b9014a90f6035b2273f63a12b31bb151edf5.jpg)
(3)当加速电场极板电压U取哪些值,才能保证离子通过P点.
(1)当加速电场极板电压U=U0,求离子进入磁场中做圆周运动的半径R;
(2)在OQ上有一点P,P点到O点距离为L,当加速电场极板电压U1时,离子恰好通过P点第一次进入磁场Ⅱ,求U1的值;
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/8b82b9014a90f6035b2273f63a12b31bb151edf5.jpg)
(3)当加速电场极板电压U取哪些值,才能保证离子通过P点.
▼优质解答
答案和解析
(1)离子在电场中加速时,根据动能定理有:
qU0=
m
离子在磁场中运动时,洛伦兹力提供向心力有:
qv0B=
解得:R=
(2)离子进入磁场时的运动轨迹如图所示,由几何关系可知:![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/50da81cb39dbb6fdacdd0a970a24ab18962b37f9.jpg)
R1=L
又:qU1=
m
根据洛伦兹力提供向心力得:qv1B=
解得:U1=
(3)要保证离子通过P点,必须有:L=nR
解得:U=
,其中n=1,2,3,…
答:(1)离子进入磁场后做圆周运动的半径为
;.
(2)当加速电场极板电压U1=
时,离子恰好通过P点第一次进入磁场Ⅱ,
(3)当加速电场极板电压U=
qU0=
1 |
2 |
v | 2 0 |
离子在磁场中运动时,洛伦兹力提供向心力有:
qv0B=
m
| ||
R |
解得:R=
1 |
B |
|
(2)离子进入磁场时的运动轨迹如图所示,由几何关系可知:
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/50da81cb39dbb6fdacdd0a970a24ab18962b37f9.jpg)
R1=L
又:qU1=
1 |
2 |
v | 2 1 |
根据洛伦兹力提供向心力得:qv1B=
m
| ||
R1 |
解得:U1=
qB2L2 |
2m |
(3)要保证离子通过P点,必须有:L=nR
解得:U=
qB2L2 |
2mn2 |
答:(1)离子进入磁场后做圆周运动的半径为
1 |
B |
|
(2)当加速电场极板电压U1=
qB2L2 |
2m |
(3)当加速电场极板电压U=
qB2L2 |
2m<
作业帮用户
2017-09-25
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看了 如图所示,在NOQ范围内有垂...的网友还看了以下:
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