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高中物理
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计算题
1.
(2024高三下·浙江开学考)
同位素分析仪如图(a)所示,感光胶片在x轴垂直纸面放置,取O为坐标原点,y轴垂直纸面向内。离子从离子源飘出,经加速电压U加速后沿直线进入磁感应强度为B的匀强磁场,经磁场偏转半个周期后离子打在放在OC的胶片上,使胶片曝光。两种离子的电荷量均为q,质量分别为m和
。离子均匀进入加速电场的速度不计,加速电压为U。不考虑相对论效应及离子间的相互作用,不考虑电场变化产生的磁场。
(1) 两种离子在胶片上感光位置的距离;
(2) 若磁场的磁感应强度在
范围内变化,能使两种离子在胶片上的痕迹能分开,求
的最大值;
(3) 若在磁场区域加一个向内的匀强电场E,磁感应强度仍为B,离子源包含各种比荷的离子,这些离子在胶片上痕迹的曲线方程;
(4) 对质量m、电量q的离子,加上图(b)和图(c)的电压和电场,离子在电场及磁场中运动的时间远小于电压的变化周期,求胶片上感光区域的面积,并判断感光区域内离子是否均匀打在上面。
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