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【題目】使用回旋加速器的實驗需要把離子束從加速器中引出,離子束引出的方法有磁屏蔽通道法和靜電偏轉法等。質量為m,速度為v的離子在回旋加速器內旋轉,旋轉軌道時半徑為r的圓,圓心在O點,軌道在垂直紙面向外的勻強磁場中,磁感應強度為B。為引出離子束,使用磁屏蔽通道法設計引出器。引出器原理如圖所示,一堆圓弧形金屬板組成弧形引出通道,通道的圓心位于點(點圖中未畫出)。引出離子時,令引出通道內磁場的磁感應強度降低,從而使離子從P點進入通道,沿通道中心線從Q點射出。已知OQ長度為L。OQ與OP的夾角為,

(1)求離子的電荷量q并判斷其正負;

(2)離子從P點進入,Q點射出,通道內勻強磁場的磁感應強度應降為,求;

(3)換用靜電偏轉法引出離子束,維持通道內的原有磁感應強度B不變,在內外金屬板間加直流電壓,兩板間產生徑向電場,忽略邊緣效應。為使離子仍從P點進入,Q點射出,求通道內引出軌跡處電場強度E的方向和大小。

【答案】(1),正電荷(2)(3)

【解析】(1)離子做圓周運動

解得,正電荷

(2)如圖所示

,

引出軌跡為圓弧

解得

根據幾何關系得

解得

(3)電場強度方向沿徑向向外

引出軌跡為圓弧

解得

練習冊系列答案
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【題目】如圖甲分子固定在坐標原點 O,乙分子位于 x 軸上,甲分子對乙分子的作用 力與兩分子間距離的關系如圖中曲線所示,F>0 為斥力,F<0 為引力,a、b、c、 d 為 x 軸上四個特定的位置,現把乙分子從 a 處由靜止釋放,則( )

A. 乙分子從 a 到 b 做加速運動, 由 b 到 c 做減速運動

B. 乙分子由 a 到 c 做加速運動, 到達 c 時速度最大

C. 乙分子由 a 到 b 的過程中, 兩分子間的分子勢能一直增加

D. 乙分子由 b 到 d 的過程中,兩分子間的分子勢能一直增加

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C. 不管什么情況下兩隊的拉力總是相等的

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D. 一群氫原子從第3能級自發地向第1能級躍遷,最多可能輻射出三種頻率的光子

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(1)B在接力區需跑出的距離x1為多少?

(2)B應在離A的距離x2為多少時起跑?

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同步練習冊答案
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