角度1 質(zhì)譜儀及其拓展
角度2 回旋加速器及其拓展
角度3 組合場(chǎng)收集帶電粒子
組合場(chǎng)是指空間不同區(qū)域存在不重疊的多個(gè)電場(chǎng)或磁場(chǎng)，帶電粒子依次通過(guò)這些區(qū)域，這類問(wèn)題稱作組合場(chǎng)問(wèn)題，質(zhì)譜儀和回旋加速器類問(wèn)題都是屬于組合場(chǎng)問(wèn)題.求解組合場(chǎng)問(wèn)題的基本思路：
例2 1932年美國(guó)物理學(xué)家勞倫斯發(fā)明了回旋加速器，巧妙地利用帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，解決了粒子的加速問(wèn)題.現(xiàn)在回旋加速器被廣泛用于科學(xué)研究和醫(yī)學(xué)設(shè)備中.回旋加速器的
技法點(diǎn)撥回旋加速器中,帶電粒子在電場(chǎng)中加速,在磁場(chǎng)中回轉(zhuǎn),如圖所示.
(1)求進(jìn)入圓形磁場(chǎng)中的粒子的速度大小;
(2)電容器不加電壓時(shí),求能從電容器中穿出的粒子數(shù)占總粒子數(shù)的比;
(3)兩極板M、N之間加上如圖乙所示的電壓,要使接收板能接收到所有從平行板電容器中射出的粒子,則板的長(zhǎng)度至少多長(zhǎng)?
(4)當(dāng)U=U0時(shí),若接收板可以上下左右平移,要使接收板能接擋住所有從平行板電容器中射出的粒子,則板的長(zhǎng)度至少為多長(zhǎng)?
2.如圖所示為某種離子加速器的設(shè)計(jì)方案.兩個(gè)半圓形金屬盒內(nèi)存在相同的垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其中MN和M'N'是間距為h的兩平行極板,其上分別有正對(duì)的兩個(gè)小孔O和O',O'N'=ON=d,P為靶點(diǎn),O'P=kd(k為大于1的整數(shù)),極板間存在方向向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),兩極板間電壓為U.質(zhì)量為m、帶電荷量為q的正離子從O點(diǎn)由靜止開始加速,經(jīng)O'進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域.當(dāng)離子打到極板上O'N'區(qū)域(含N'點(diǎn))或外殼上時(shí)將會(huì)被吸收.兩虛線之間的區(qū)域無(wú)電場(chǎng)和磁場(chǎng)存在,離子可勻速穿過(guò).忽略相對(duì)論效應(yīng)和離子所受的重力.求:
(1)離子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)僅加速一次后能打到P點(diǎn)所需的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小;
(2)能使離子打到P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的所有可能值;
(3)打到P點(diǎn)的能量最大的離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.
(1)求第二象限的磁場(chǎng)寬度d;
(2)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小;
(1) 求進(jìn)入圓形磁場(chǎng)中的粒子的速度大??；
(2) 兩平行板間不加電壓時(shí)，求能從兩平行板間射出的粒子數(shù)占總粒子數(shù)的比例；

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