復(fù)合場(chǎng)練習(xí)題(含答案)

1、aCBtlD連電詳電分析器U1卜一HHb、解答題2 如圖所示，虛線框內(nèi)為某兩級(jí)串列加速器原理圖，abc 為長(zhǎng)方體加速管，加速管底面寬度為 d,加速管的中部 b 處有很高的正電勢(shì)，a、C 兩端均有電極接地(電勢(shì)為零),加速管岀口C 右側(cè)距離為 d 處放置一寬度為 d 的熒光屏.現(xiàn)讓大量速度很小(可認(rèn)為初速度為零)的負(fù)一價(jià)離子(電荷量為-e)從 a 端進(jìn)入，當(dāng)離子到達(dá) b 處時(shí),可被設(shè)在 b 處的特殊裝置將其電子剝離,成為三價(jià)正離子(電荷量為+3e),而不改變其速度大小.這些三價(jià)正離子從 C 端飛岀后進(jìn)入與其速度方向垂直的、磁感子間相互作用力(1)求離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度V 的大小.(2)求 a、

2、b 兩處的電勢(shì)差 U.(3)實(shí)際工作時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度可能會(huì)與設(shè)計(jì)值B 有一定偏差，若進(jìn)入加速器的離子總數(shù)為N,則磁感應(yīng)強(qiáng)度為 0.9B 時(shí)有多少離子能打在熒光屏上？a.盡管流體有粘滯性，但整個(gè)橫截面上的速度均勻;(1)求加速電場(chǎng)的電壓 U;(2)若離子恰好能打在 Q 點(diǎn)上，求矩形區(qū)域 QNCD 內(nèi)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng) E0的值;(3)若撤去矩形區(qū)域 QNCD 內(nèi)的勻強(qiáng)電場(chǎng)，換為垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，要求離子能最終打在QN 上，求磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的取值范圍應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其中沿加速管中軸線進(jìn)入的離子恰能打在熒光屏中心位置,離子質(zhì)量為 m,不計(jì)離子重力及離3 目前世界上正在研究的一種新型發(fā)

3、電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī)，如圖所示是它的發(fā)電原理：將一束等離子體(即高溫下 電離的氣體，含有足夠多帶正電和負(fù)電的微粒，整體呈中性)，噴射入磁場(chǎng)，磁場(chǎng)中有兩塊平行金屬板A、B ,這時(shí)金屬板上就會(huì)聚集大量電荷，產(chǎn)生電壓設(shè)平行金屬板A、B 長(zhǎng)為 a、寬為 b,兩板間距為 d,其間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B,等離子體的流速為 v,電阻率為外接一個(gè)負(fù)載電阻，等離子體從一側(cè)沿垂直磁場(chǎng)且與極板平行方向射入極板間.(1)從兩個(gè)角度推導(dǎo)發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式E=BdV ;(2)若負(fù)載電阻為可變電阻，請(qǐng)證明當(dāng)負(fù)載電阻等于發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸岀功率最大，并求發(fā)電機(jī)的最大輸出功率 Pm;(3)若等離子體均為一價(jià)離子，

4、外接一個(gè)負(fù)載電阻為R,電荷量為 e,每秒鐘有多少個(gè)離子打在 A 極板上?4 如圖所示，是磁流體動(dòng)力發(fā)電機(jī)的工作原理圖.一個(gè)水平放置的上下、前后封閉的矩形塑料管，其寬度為a ,高度為 b,其內(nèi)充滿電阻率為P的水銀，由渦輪機(jī)產(chǎn)生的壓強(qiáng)差P 使得這個(gè)流體具有恒定的流速V0管道的前后兩個(gè)側(cè)面上各有長(zhǎng)為 L 的由銅組成的面，實(shí)際流體的運(yùn)動(dòng)非常復(fù)雜，為簡(jiǎn)化起見作如下假設(shè):b.流體的速度總是與作用在其上的合外力成正比;c.導(dǎo)體的電阻：R=PIZS,其中p、l 和 S 分別為導(dǎo)體的電阻率、長(zhǎng)度和橫截面積;d.流體不可壓若由銅組成的前后兩個(gè)側(cè)面外部短路，一個(gè)豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)只加在這兩個(gè)銅面之間的區(qū)域，磁感強(qiáng)度

5、為 B(如圖).(1)寫出加磁場(chǎng)后，兩個(gè)銅面之間區(qū)域的電阻R 的表達(dá)式加磁場(chǎng)后，假設(shè)新的穩(wěn)定速度為 v,寫岀流體所受的磁場(chǎng)力 F 與 V 關(guān)系式，指岀 F 的方向 寫出加磁場(chǎng)后流體新的穩(wěn)定速度 V 的表達(dá)式(用 V。、P、L、B、P表示);(4)為使速度增加到原來(lái)的值 V0,渦輪機(jī)的功率必須增加，寫出功率增加量的表達(dá)式(用Vo、a、b、L、B 和P表示)1.如圖，靜止于 A 處的離子，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿圖中圓弧虛線通過(guò)靜電分析器，從P 點(diǎn)垂直 CN 進(jìn)入矩形區(qū)域的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向左。靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻射分布的電場(chǎng)，已知圓弧虛線的半徑為R,其所在處場(chǎng)強(qiáng)為 E、方向如圖所示；離子

6、質(zhì)量為m、電荷量為 q；壬丁.-詁，離子重力不計(jì)。5.離子發(fā)動(dòng)機(jī)是一種新型空間發(fā)動(dòng)機(jī)，它能給衛(wèi)星軌道糾偏或調(diào)整姿態(tài)提供動(dòng)力，其中有一種了子發(fā)動(dòng)機(jī)是讓電極發(fā)射的電子撞擊氙原子，使之電離，產(chǎn)生的氙離子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后從尾噴管噴岀，從而使衛(wèi)星獲得反沖力，這種發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)改變單位時(shí)間內(nèi)噴岀離子的數(shù)目和速率，能準(zhǔn)確獲得所需的糾偏動(dòng)力.假設(shè)衛(wèi)星(連同離子發(fā)動(dòng)機(jī))總質(zhì)量為易，每個(gè)氙離子的質(zhì)量為 用，電量為，加速電壓為 ，設(shè)衛(wèi)星原處于靜止?fàn)顟B(tài),&京猛,若要使衛(wèi)星在離子發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的初始階段能獲得大小為的動(dòng)力，則()發(fā)動(dòng)機(jī)單位時(shí)間內(nèi)應(yīng)噴岀多少個(gè)氙離子？()此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)發(fā)射離子的功率為多大？_ II(3)該探測(cè)器要到

7、達(dá)的目的地是博協(xié)利彗星，計(jì)劃飛行：年(946)Cw】)已知離子發(fā)動(dòng)機(jī)向外噴射氙離子的等效電流大小為氙離子的比荷 qf 軌二了.2 鶯 IOsekg.試估算載有該探測(cè)器的宇宙飛船所需攜帶的氙的質(zhì)量是多少千克？7.為了進(jìn)一步提高回旋加速器的能量，科學(xué)家建造了扇形聚焦回旋加速器”。在扇形聚焦過(guò)程中，離子能以不變的速率在閉合平衡軌道上周期性旋轉(zhuǎn)。扇形聚焦磁場(chǎng)分布的簡(jiǎn)化圖如圖所示，圓心為O 的圓形區(qū)域等分成六個(gè)扇形區(qū)域，其中三個(gè)為峰區(qū)，三個(gè)為谷區(qū)，峰區(qū)和谷區(qū)相間分布。峰區(qū)內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,谷區(qū)內(nèi)沒(méi)有磁場(chǎng)。質(zhì)量為 m,電荷量為 q 的正離子，以不變的速率 V 旋轉(zhuǎn)，其閉合平

8、衡軌道如圖中虛線所示。(1)求閉合平衡軌道在峰區(qū)內(nèi)圓弧的半徑r ,并判斷離子旋轉(zhuǎn)的方向是順時(shí)針還是逆時(shí)針；(2)求軌道在一個(gè)峰區(qū)內(nèi)圓弧的圓心角,及離子繞閉合平衡軌道旋轉(zhuǎn)的周期T;(3)在谷區(qū)也施加垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,新的閉合平衡軌道在一個(gè)峰區(qū)內(nèi)的圓心角變?yōu)閟in2E90 求 B和 B 的關(guān)系。已知：Sin (=SinCoSCoS, Oe(SSna =3126.回旋加速器是現(xiàn)代高能物理研究中用來(lái)加速帶電粒子的常用裝置。圖1 為回旋加速器原理示意圖，置于高真空中的兩個(gè)半徑為 R 的 D 形金屬盒，盒內(nèi)存在與盒面垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。兩盒間的距離很小，帶電粒子穿過(guò)的時(shí)間

9、極短可以忽略不計(jì)。位于D 形盒中心 A 處的粒子源能產(chǎn)生質(zhì)量為 m、電荷量為 q 的帶正電粒子，粒子的初速度可以忽略。粒子通過(guò)兩盒間被加速，經(jīng)狹縫進(jìn)入盒內(nèi)磁場(chǎng)。兩盒間的加速電壓按圖2 所示的余弦規(guī)律變化，其最大值為 U。加速過(guò)程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力作用。已知to=o 時(shí)刻產(chǎn)生的粒子每次通過(guò)狹縫時(shí)都能被最大電壓加速。求(1) 兩盒間所加交變電壓的最大周期To；(2) t0=0 時(shí)刻產(chǎn)生的粒子第 1 次和第 2 次經(jīng)過(guò)兩 D 形盒間狹縫后的軌道半徑之比；t -TL ttl1212 與 6 時(shí)刻產(chǎn)生的粒子到達(dá)岀口處的時(shí)間差。8 如圖所示，在 xoy 平面內(nèi)，有一線狀電子源沿 X 正方向發(fā)射速度均

10、為 V 的電子，形成寬為 2R、在 y 軸方向均為分 布且關(guān)于 X軸對(duì)稱的電子流。電子流沿 X 方向射入一個(gè)半徑為 R、中心位于原點(diǎn) O 的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域 (區(qū)域邊界存 在磁場(chǎng))，磁場(chǎng)方向垂直 Xoy 平面向里，電子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后均從P 點(diǎn)射岀在磁場(chǎng)區(qū)域的正下方，正對(duì)的金屬平行板 K 和 A 與 X 軸平行，其中 K 板與 P 點(diǎn)的距離為 d,中間開有寬度為 2d 且關(guān)于 y 軸對(duì)稱的小孔.A 與 K 兩板間加 有恒定電壓 UAK,且 K 板電勢(shì)高于 A 板電勢(shì),23mv8e,不計(jì)電子重力及它們間的相互作用.(1)能打到 A 板上的電子在進(jìn)入平行金屬板時(shí)與金屬板K 的夾角應(yīng)滿足什么條件?仆(

11、2)能進(jìn)入 AK 極板間的電子數(shù)占發(fā)射電子總數(shù)的比例為多大?已知電子質(zhì)量為 m,電荷量為 e,UAK9如圖甲所示，在 Xoy 平面的第I象限內(nèi)有沿 +x 方向的勻強(qiáng)電場(chǎng) Ei,第U、山象限內(nèi)同時(shí)存在著豎直向上的勻強(qiáng)電 場(chǎng) E2和垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，E2=2.5NC ,磁場(chǎng) B 隨時(shí)間 t 周期性變化的規(guī)律如圖乙所示，Bo=O.5T ,垂直紙面向外為磁場(chǎng)正方向一個(gè)質(zhì)量 m=510-5kg、電荷量 q=210-4c 的帶正電液滴從 P 點(diǎn)(0.6m, 0.8m)以速度 vo=3ms 沿-X 方向入射，恰好以沿-y 方向的速度 V 經(jīng)過(guò)原點(diǎn) O 后進(jìn)入 X0 的區(qū)域，t=0 時(shí)液滴恰好通過(guò) O 點(diǎn)

12、，g 取 10ms2.求：(1) 電場(chǎng)強(qiáng)度 E1和液滴到達(dá) O 點(diǎn)時(shí)速度的大小 V；(2) 液滴從 P 開始運(yùn)動(dòng)到第二次經(jīng)過(guò) X 軸所經(jīng)歷的時(shí)間 t 總；若從某時(shí)刻起磁場(chǎng)突然消失，發(fā)現(xiàn)液滴恰好以與+y 方向成 30角的方向穿過(guò) y 軸后進(jìn)入 x0 的區(qū)域，試確定液滴穿過(guò) y 軸時(shí)的位置.10如圖甲所示，在坐標(biāo)系 XOy 平面內(nèi)，y 軸的左側(cè)，有一個(gè)速度選擇器，其中的電場(chǎng)強(qiáng)度為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B。,粒子源不斷地釋放出沿 X 軸正方向運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量均為 m、電量均為+q、速度大小不同的粒子，在 y 軸的右側(cè)有一勻強(qiáng)磁 場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為 B ,方向垂直于 XOy 平面，且隨時(shí)間做周期性變化(不計(jì)

13、其產(chǎn)生的電場(chǎng)對(duì)粒子的影響)，規(guī)定垂直 XOy 平面向里的磁場(chǎng)方向?yàn)檎?，如圖乙所示，在離 y 軸足夠遠(yuǎn)的地方有一個(gè)與 y 軸平行的熒光屏，假設(shè)帶電粒子在 y 軸右側(cè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間達(dá)到磁場(chǎng)的一個(gè)變化周期之后，失去電量變成中性粒子(粒子的重力可以忽略不計(jì))(1) 從 O 點(diǎn)射入周期性變化磁場(chǎng)的粒子速度多大；(2)如果磁場(chǎng)的變化周期恒定為 T=qB ,要使不同時(shí)刻從原點(diǎn) O 進(jìn)入變化磁場(chǎng)的粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間等于磁場(chǎng)的一個(gè)變化 周期，則熒光屏離開 y 軸的距離至少多大；(3)如果磁場(chǎng)的變化周期 T 可以改變，試求從 t=0 時(shí)刻經(jīng)過(guò)原點(diǎn) O 的粒子打在熒光屏上的位置離X 軸的距離與磁場(chǎng) 變_ F_ 一11yb板_

14、】光: : r rXXiXXiX X 11 1E E o- K KW WI I-IBQV.化周期 T 的關(guān)系.11 圖甲為洛倫茲力演示儀的實(shí)物照片，圖乙為其工作原理圖。勵(lì)磁線圈為兩個(gè)圓形線圈，線圈通上勵(lì)磁電流I (可由電流表示數(shù)讀岀)后，在兩線圈間可得到垂直線圈平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和I 成正比，比例系數(shù)用k 表示，I 的大小可通過(guò) 勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)旋鈕”調(diào)節(jié)；電子從被加熱的燈絲逸岀(初速不計(jì))，經(jīng)加速電壓 U (可由電壓表示數(shù)讀岀)加速形成高速電子束，U 的大小可通過(guò) 加速電壓調(diào)節(jié)旋鈕”調(diào)節(jié)。玻璃泡內(nèi)充有稀薄氣體，在電子束通過(guò)時(shí)能夠顯示電子的徑跡。請(qǐng)討論以下問(wèn)題：(1) 調(diào)整燈絲位置

15、使電子束垂直進(jìn)入磁場(chǎng)，電子的徑跡為圓周。若垂直線圈平面向里看電子的繞行方向?yàn)轫槙r(shí)針，那 么勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向是怎樣的？(2) 用游標(biāo)瞄準(zhǔn)圓形電子束的圓心，讀取并記錄電子束軌道的直徑D、勵(lì)磁電流 I、加速電壓 U。請(qǐng)用題目中的各量寫q岀計(jì)算電子比荷 m 的計(jì)算式。(3) 某次實(shí)驗(yàn)看到了圖丙所示的電子徑跡，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)旋鈕”又看到了圖丙所示的電子徑跡，游標(biāo)測(cè)量顯示二者直徑之比為 2 : 1 ;只調(diào)節(jié)加速電壓調(diào)節(jié)旋鈕”也能達(dá)到同樣的效果。12質(zhì)譜儀可以測(cè)定有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)，質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)如圖1 所示。有機(jī)物的氣體分子從樣品室注入離子化”室,在高能電子作用下，樣品氣體分子離子化或碎裂成離子(如C2

16、H6離子化后得到 C2H6+、C2H2+、CH4+等)。若離子化后的離子均帶一個(gè)單位的正電荷e,初速度為零，此后經(jīng)過(guò)高壓電源區(qū)、圓形磁場(chǎng)室，真空管，最后在記錄儀上得到離子，通過(guò)處理就可以得到離子質(zhì)荷比(m/e),進(jìn)而推測(cè)有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)。已知高壓電源的電壓為U,圓形磁場(chǎng)區(qū)的半徑為 R,真空管與水平面夾角為,離子進(jìn)入磁場(chǎng)室時(shí)速度方向指向圓心。(1)請(qǐng)說(shuō)明高壓電源 A 端應(yīng)接 正極”還是 負(fù)極”，磁場(chǎng)室的磁場(chǎng)方向 垂直紙面向里”還是 垂直紙面向外”；(2)C2H6+和 C2H2+離子同時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)室后，出現(xiàn)了軌跡 I 和 II ,試判定它們各自對(duì)應(yīng)的軌跡，并說(shuō)明原因；(3)若磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 時(shí)，記

17、錄儀接收到一個(gè)明顯信號(hào)，求與該信號(hào)對(duì)應(yīng)的離子質(zhì)荷比(m/e);(4)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)室磁場(chǎng)的大小，在記錄儀上可得到不同的離子。設(shè)離子的質(zhì)荷比為,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B,為研究 方便可作 B-關(guān)系圖線。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度調(diào)至 BO時(shí)，記錄儀上得到的是 H+,若 H+的質(zhì)荷比為,其 B-關(guān)系圖線如 圖 2 所示，請(qǐng)作出記錄儀上得到了 CH4+時(shí)的 B-的關(guān)系圖線。a.通過(guò)計(jì)算分別說(shuō)明兩種調(diào)節(jié)方法是如何操作的；b 求通過(guò)調(diào)節(jié) 勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)旋鈕”改變徑跡的情況中，電子沿、軌道運(yùn)動(dòng)一周所用時(shí)間之比。3.5.1.需案B2v2abdBdvrabC abR+ P d)解靳斤；(1 )肅度1 :由電動(dòng)舲義可謁:L而w=fdIS

18、f= qvB試題分析匕Co棗子在功速豈場(chǎng)中丄速， 根推功能屯理2fc FBFB1 1育子揺射向電場(chǎng)中做勻速圓同運(yùn)動(dòng)由牛頓定憚：flf=m3LR解得：CT=Ifljt -當(dāng)達(dá)r q兩二q忖B I Ejg= * S : E=BCll利用軫效替代的忠怛W離子體東看成一根導(dǎo)C*MTTfl動(dòng)；=vt.囪=丄/2 J由于P當(dāng)負(fù)載電膽和內(nèi)電陰臨等時(shí)出功*P rp-ij.牡ah自牛頓第二定律塀1Eo= maIW 竺2d3)嗨子在勻琶亶場(chǎng)中牧勻速世咼運(yùn)動(dòng)，力現(xiàn)供向H抿掲牛頓第二癥律 有(J陰=FH-B B2 2d d2 2v vj jB B2 2v v2 2abdabd8i=-=rr =,4p4PT】AIlJF

19、=B抿據(jù)閉合電ISEs姐定逮田于P-r且Q=】trSjrfTE BdVI=-ft R+rBdVBdVab彎子能打在QF上 則貶沒(méi):有從DQ邊出去也沒(méi)有畑邊出主劃黑子運(yùn)動(dòng)徑跡的邊界國(guó)宀1和Ik由幾何關(guān)押.珥子喚 Z 邊滿電代皿JvJv(R+r) e (abR+Pd) C豊點(diǎn)1帝電粒子tej中的運(yùn)動(dòng);S的歐IS宦律.4.2._PX*JX*J X X X X m mx x* *X XF=abL B2LP= ). abLB力匸戌的方向 與濫iSi的方向反向 (1)V=(2 )U=HmSW【毎忻】t 1 )三價(jià)正裔子拄酥中做勾速園屈運(yùn)egr=dV2rfrvor 3cSdg S-mIr*-二IV =- ;

20、rtfffm m(2)ad2程，由動(dòng)談定理博：Z(3 )昭譚應(yīng)3度jB時(shí)I半徑誓于用,.馬育趟子全部打在芙托屛上；JMn 10MEiaSO.9B0rgWr = dr打衽3fc霹沖的離子數(shù)為A；= 嚴(yán)N=-NISjtIitf : t 1 )=PTrJL(2) VFJ=_ BaV =R再利用(I )的罟論.可惟導(dǎo) = abL爐t!.的方向與i/的甘向圧向.PA(3 )不力 O 強(qiáng)感時(shí):Pb=兀加磋場(chǎng)旳:POb v宙上面二Pah-VI I再判用f 2 ) &fSi-S I可推搏W=W=- R-R-PP 出礦f 4 )bb,35=啟=7? 応=護(hù)占叱 * 足=j*rv0 fJLP = (JJPSl7&

21、 j)v-b/ Piab F； = kx= . Pab JfcTJfcTI ISP=兀巧F! 丄abLy B2PIJJ)=-(Tij【答棄】(1)石蠱：(2) 7 ；(肖)a4 C E841 )趺立可以得到F加速后的半徑為：匕=-J-1I雷以：JiKMJ2Sq(B 設(shè)竝子到達(dá)出口時(shí)乾速度為嶺I則；qvm= mR型斫有從出口飛出的粒子.連度大1謐相等F而每個(gè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的每一周期時(shí)間內(nèi)J般相同的電壓加速兩 況設(shè)3個(gè)粒子1時(shí)的電壓為Ur它總共E加連了n決rSU :nqU=m該粒子在喘場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t = nJa!小斤Sf可4J2時(shí)間內(nèi)嚏岀H個(gè)亀子r埜位時(shí)間內(nèi)n個(gè)礙子就MnIF由動(dòng)JR走理手力

22、和個(gè)敕、運(yùn)虞r在發(fā)射藹子過(guò)程中F由動(dòng)量守憧以及動(dòng)能走理和Xd率公式求P 【壬尸】.W匸二 PM-話二沖歹苓聲吞b. ；.Twr締交壬=石一芒-rF習(xí)尸動(dòng) T :(1)沒(méi)離子瞪出尾菅時(shí)的速康為r單位時(shí)間內(nèi)Ift令離子r則時(shí)何內(nèi)I岀的奮子數(shù)為TlmH由動(dòng)軽理得qvB = m運(yùn)疑闊期為J = JSC在發(fā)射離子過(guò)程中I衛(wèi)星Wrr出的離子磁動(dòng)量守恒遊岀離子總質(zhì)量為ArnPjmp = Cm-Jm)rjg曰動(dòng)能左理gl = jh v =要保證斥=Q時(shí)甸產(chǎn)生的爺子母次通過(guò)爾是都能被環(huán)大電壓加速r粒子做周運(yùn)動(dòng)的周Se必須與電壓的最I(lǐng)m大周期柏同r所以：(2) = 0時(shí)刻兩蠡間的電壓為磯R此時(shí)刻產(chǎn)生的橙子第1次經(jīng)

23、過(guò)挾縫后的連度為MI半徑為FL=m野掘=柄+解得：與=寺子在驗(yàn)場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)尋后第2次經(jīng)過(guò)錢鑑r此時(shí)兩盒間的電壓為VI)粒子再次加連6.廠 與=時(shí)刻產(chǎn)生的粒子o速時(shí)的電壓分別為:12 6 2切.去Ll=L-COS10 r :X Z護(hù)T- ITT即 LL 牛 .S 二磯JrT所以 7與 = 時(shí)刻產(chǎn)生的粒子到達(dá)出處的時(shí)間差為:126爲(wèi)兀I #、爲(wèi)rfn3兀ER乜I q m麗3UZ和S =cos - 12- C 1 7；612T”QUF(3)由飯?zhí)@子的荷質(zhì)比k =q/m又由電蠱的宦立弍1 =(?/t聯(lián)立籾到Zn =U/k= 84kg ( J4+lkg )7.8.MV CD fii方向?yàn)槟鏁r(shí)釬方向(2)&

24、= T=- 料！(3 Br= -wr解折】試題分忻:(1)封區(qū)內(nèi)Il3ttgr = - 輯S方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?2 )由對(duì)稱性.封區(qū)內(nèi)ltt的l心角5 = yIrr每個(gè)刪的長(zhǎng):度f(wàn) =-JJlWJl咐r身段直綻底度L -2rc5 = JIr =-6 6辭JtJ Hf 速園周運(yùn)動(dòng)”電子在極梅問(wèn)做勻趣曲洼運(yùn)動(dòng)H旻直方向鍛勻減速臣錢運(yùn)動(dòng)I岡!T能打到fe 上的電子満足到達(dá)A時(shí)豎直方向Or運(yùn)用動(dòng)能圭理求解；SSSAfiJfe間的電子與全屬板Kffi9SS45stf 135.利用柞圖找出幾何關(guān)索IiSAK45fir的電子數(shù)占:射電子總戢的比例.解：(1)設(shè)恰龍打到板的電子在進(jìn)入板板與金毎板彌夾鶴為S0電子

25、在艇扳運(yùn)動(dòng)過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理-Jr=m(PCDS)i-lmt得=60B- =12Oe故能打到/版上的電子與金屬板K的夾角踴足60ol 20C 2 ) S入械板間的SKfi0345DS135o*斗質(zhì)的電子在謎場(chǎng)中的執(zhí)道如窗甲所示JM平行四JZlffioIroMBr電子在廳場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑也為尺M(jìn)到；-宀的吳耳鉅離 =應(yīng)1 -CaJ 45)KAT =(3 )谷區(qū)內(nèi)的園芒角&t=120-9Oe= 309POTV谷區(qū)內(nèi)的軌道國(guó)弧半徑F =Pg護(hù)由Lo的區(qū)域內(nèi)理直向下的重力水平向右的i的柞用F液滴枉豎直方向上做自由Si :1y = -sI-OASV=Pgr解得：v=4ms液跡水平方向上誡勻減速運(yùn)動(dòng)Vz=at

26、qE1= fM7liB： AI-I E75N C緒進(jìn)2豹的區(qū)1后I由于電盡=gr龍漓運(yùn)動(dòng)KS劇圉1所示r跡由運(yùn)動(dòng)學(xué)的公式BP可求岀；結(jié)合的分忻與幾何關(guān)泵即車手出.ECDSfSS力與電圾力平衝有卄乩=gErSHU：V =Tf- 日|為做園罔運(yùn)動(dòng)的大、小園半徑甘別%21運(yùn)動(dòng)罔朗分為可、h*RVIbVAZJ；芋估：=機(jī)一 習(xí)硒-TH一521:r1= 2m=Im解得：淞請(qǐng)SLP忘到華二決壽過(guò)齟的時(shí)間ta：r*=t+情形一：若翻消失時(shí)r液滴在澀上方，如圖1所示：OAfI= _FW 1 - sinS0tI=(2書1 )mtan30ftOMr =F(I気宛Cj =(63 -1 )m-ta0o根朗周期性可得r

27、液漓芽過(guò)軸時(shí)的坐舟網(wǎng)r滿足；I2M-11; -COS3 OC.I” =- - + l-5in30oItanj* 式中,= f(2w1)-IJnlCSC中“丄23”J情理二：若壷場(chǎng)消失時(shí).液澗在詰下方如國(guó)2所示：C 2 )粒子迸入磁場(chǎng)后潛倫茲力提供向心力則qvB = m尸2 粒子運(yùn)動(dòng)的廁期為兀由于磁場(chǎng)的變化囿期恒走尢丁 =VBo2師以粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半個(gè)周朗后偏轉(zhuǎn)的S90r任一時(shí)則進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軸跡如圖甲r要施不同時(shí)刻從瘋點(diǎn)Oi入變優(yōu)磁場(chǎng)旳粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)國(guó)等于磁場(chǎng)的一個(gè)査化周期，熒光屏離開y的距商至少為：X= 2rsin+2sin 90o-) 2r(aDC+5)= 2r5i(+45o)

28、2ay二匸空22Iij一血3Ocl)擊血tan30eON1=州 + 聲一Fr(1 -su30o)=(5l)tD - tan 30-抿話周朋性可得r液澗芽曲軸時(shí)時(shí)坐応Mrl滿足:(In_1) q+rcos30tat30-j(l-sin300)=2(2n-l)+ll 忒中巾=12 九，)_ 一“2所當(dāng)口二4貧時(shí)，焜大,蟲弋值為：H= -2 =-TTC 3 )由于兩次磁場(chǎng)的大/JMS等方向把反F由運(yùn)動(dòng)的對(duì)琢性可知奠運(yùn)動(dòng)的時(shí)彌圉乙r13-的變化咼期后連度的方向與)軸再次平疔IJSabi的鉅關(guān)JF = Ir(I-O)迪IT a2伽UmBgT式中的巴是粒子在變化的半亍同期內(nèi)偏轉(zhuǎn)的角度,它與周期啲黃系為:T = - = , r =-22gB2m沁仃5(JrL)則在經(jīng)過(guò)一周期后粒子羽IK軸的距齋：V = II-COS-BB. qZm Jfflffiy的右fllW圾J所M芾電粒子在直圾中轉(zhuǎn)過(guò)的角度不SaISOBr如圉丙所示J即理場(chǎng)的周期壹化有一_Tr-TTm: 2k = S_2 q所Ly粒子到X軸比距離?=2m:BE .2mJ11.12.err( 1 ats方向垂直娃圈平面向里護(hù)濘 保持場(chǎng)謔電壓iH=Bffl的位送不變frais訐旋鈕”使勵(lì)磁電海變冷原來(lái)的2倍；或隈持”勵(lì)磁電臨調(diào)節(jié)旋討的痘蚩車.變r(jià)