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A．質子先射出磁場區域 B．α粒子先射出磁場區域 C．質子在磁場中運動的路程長 D．α粒子在磁場中運動的路程長【查看更多】

題目列表(包括答案和解析)

帶電粒子的荷質比

是一個重要的物理量。某中學物理興趣小組設計了一個實驗，探究電場和磁場對電子運動軌跡的影響，以求得電子的荷質比，實驗裝置如圖所示。

（1）他們的主要實驗步驟如下：
A．首先在兩極板M₁M₂之間不加任何電場、磁場，開啟陰極射線管電源，發射的電子束從兩極板中央通過，在熒屏的正中心處觀察到一個亮點；
B．在M₁M₂兩極板間加合適的電場：加極性如上圖所示的電壓，并逐步調節增大，使熒屏上的亮點逐漸向熒屏下方偏移，直到熒屏上恰好看不見亮點為止，記下此時外加電壓U。請問本步驟的目的是什么？
C．保持步驟B中的電壓U不變，對M₁M₂區域加一個大小、方向合適的磁場B，使熒屏正中心處重現亮點，試問外加磁場的方向如何？
（2）根據上述實驗步驟，同學們正確地推算出電子的荷質比與外加電場、磁場及其他相關量的關系為

。一個同學說，這表明電子的荷質比大小將由外加電壓決定，外加電壓越大則電子的荷質比越大，你認為他的說法正確嗎？為什么？

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我國1989年初投入運行的高能粒子加速器－－北京正負電子對撞機是一種現代的新型加速器．正負電子對撞機的最后部分的簡化示意圖如圖所示(俯視圖)，位于水平面內的粗實線所示的圓環形真空管是正負電子作圓周運動的“容器”，經過加速器加速后的正負電子被分別引入該管道時，具有相等的速率v，它們沿管道向相反的方向運動．在管道內控制它們轉彎的是一系列圓形電磁鐵，即圖中的A₁、A₂、A₃、…A_n，共n個，均勻分布在整個圓環上，每個電磁鐵內的磁場都是勻強磁場，并且磁感應強度都相同，方向豎直向下，磁場區域的直徑為d．改變電磁鐵內電流的大小，就可以改變磁場的磁感應強度，從而改變電子偏轉的角度．經過精確的調整，首先實現電子在環行管道中沿圖(a)中粗虛線所示的軌跡運動，這時電子經過每個電磁鐵時射入點和射出點都在電磁鐵的同一條直徑的兩端，如圖(b)所示．這就為進一步實現正負電子對撞做好了準備．

(1)試確定正負電子在管道內各自的旋轉方向．

(2)已知正負電子的質量都是m、所帶電荷都是元電荷e，重力可不計．求電磁鐵內勻強磁場的磁感應強度B的大小．

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如圖所示，半徑為R的半圓形區域內分布著垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B，半圓的左邊垂直x軸放置一粒子發射裝置，在-R≤y≤R的區間內各處均沿x軸正方向同時發射出一個帶正電粒子，粒子質量均為m、電荷量均為q、初速度均為v，重力忽略不計，所有粒子均能穿過磁場到達y軸，其中最后到達y軸的粒子比最先到達y軸的粒子晚△t時間，則（　　）

A．粒子到達y軸的位置一定各不相同

B．磁場區域半徑R應滿足R≤

C．從x軸入射的粒子最先到達y軸

D．△t=

θm

，其中角度θ的弧度值滿足sinθ=

BqR

mυ

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如圖所示，半徑為R的半圓形區域內分布著垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B，半圓的左邊垂直x軸放置一粒子發射裝置，在-R≤y≤R的區間內各處均沿x軸正方向同時發射出一個帶正電粒子，粒子質量均為m、電荷量均為q初速度均為v，重力及粒子間的相互作用均忽略不計，所有粒子都能到達y軸，其中最后到達y軸的粒子比最先到達y軸的粒子晚Δt時間，則