题目列表(包括答案和解析)
一种被称为“质量分析器”的装置如图16所示.A表示发射带电粒子的离子源,发射的粒子在加速管B中加速,获得一定速率后于C处进入圆形细弯管(四分之一圆弧),在磁场力作用下发生偏转,然后进入漂移管D,若粒子质量不同或电荷量不同或速度不同,在一定磁场中的偏转程度也不同.如果给定偏转管道中心轴线的半径、磁场的磁感应强度、粒子的电荷量和速率,则只有一定质量的粒子能从漂移管道D中引出.已知电荷量为q=1.6×10-19C的磷离子,质量为m=51.1×10-27kg,初速率可认为是零,经加速管B加速后速率为v=7.9×105m/s .求:
(1)加速管B两端的加速电压;
(2)若圆形弯管中心轴线的半径R=0.28m,为了使磷离子从漂移管道引出,则图中虚线所围正方形区域内应加磁感应强度为多大的匀强磁场.(结果保留一位有效数字)
常见的激光器有固体激光器和气体激光器,世界上一些发达国家已经研究出了自由电子激光器,其原理的简单示意如图(a)所示.自由电子(设初速度为零,不计重力)经电场加速后,射入上下排列着许多磁铁的管中,相邻的两块磁铁的极性是相反的,在磁场的作用下电子扭动着前进,犹如小虫在水中游动.电子每扭动一次就会发出一个光子(不计电子发出光子后能量的损失),管两端的反射镜使光子来回反射,结果从透光的一端发射出激光.若加速电场电压U=1.8×104 V,电子质量为m=0.91×10-30 kg,电子的电荷量q=1.6×10-19 c,每对磁极间的磁场可看做是均匀的,磁感应强度B=9×10-4 T,每个磁极的左右宽度为a=30 cm,垂直于纸面方向的长度为b=60 cm,忽略左右磁极间的缝隙,从上向下看两极间的磁场如图(b),当电子在磁极的正中间向右垂直于磁场方向射入时,求:
(1)电子进入磁场时的速度v;
(2)电子在磁场中运动的轨道半径R;
(3)画出电子在磁场中运动的轨迹;
(4)电子可通过磁极的个数n;
(5)电子在磁场中运动的时间t.
常见的激光器有固体激光器和气体激光器,世界上一些发达国家已经研究出了自由电子激光器,其原理的简单示意如图(a)所示.自由电子(设初速度为零,不计重力)经电场加速后,射入上下排列着许多磁铁的管中,相邻的两块磁铁的极性是相反的,在磁场的作用下电子扭动着前进,犹如小虫在水中游动.电子每扭动一次就会发出一个光子(不计电子发出光子后能量的损失),管两端的反射镜使光子来回反射,结果从透光的一端发射出激光.若加速电场电压U=1.8×104 V,电子质量为m=0.91×10-30 kg,电子的电荷量q=1.6×10-19 c,每对磁极间的磁场可看做是均匀的,磁感应强度B=9×10-4 T,每个磁极的左右宽度为a=30 cm,垂直于纸面方向的长度为b=60 cm,忽略左右磁极间的缝隙,从上向下看两极间的磁场如图(b),当电子在磁极的正中间向右垂直于磁场方向射入时,求:
(1)电子进入磁场时的速度v;
(2)电子在磁场中运动的轨道半径R;
(3)画出电子在磁场中运动的轨迹;
(4)电子可通过磁极的个数n;
(5)电子在磁场中运动的时间t.
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