【題目】水平折疊式串列加速器是用來(lái)產(chǎn)生高能離子的裝置,如圖是其主體原理側(cè)視圖。圖中為一級(jí)真空加速管,中部處有很高的正電勢(shì)， 、兩端口均有電極接地(電勢(shì)為零)； 、左邊為方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)； 為二級(jí)真空加速管,其中處有很低的負(fù)電勢(shì), 、兩端口均有電極接地(電勢(shì)為零)。有一離子源持續(xù)不斷地向端口釋放質(zhì)量為m、電荷量為e的負(fù)一價(jià)離子,離子初速度為零,均勻分布在端口圓面上。離子從靜止開(kāi)始加速到達(dá)處時(shí)可被設(shè)在該處的特殊裝置將其電子剝離,成為正二價(jià)離子(電子被剝離過(guò)程中離子速度大小不變)；這些正二價(jià)離子從端口垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，全部返回端口繼續(xù)加速到達(dá)處時(shí)可被設(shè)在該處的特殊裝置對(duì)其添加電子，成為負(fù)一價(jià)離子(電子添加過(guò)程中離子速度大小不變)，接著繼續(xù)加速獲得更高能量的離子。已知端口、端口、端口、端口直徑均為L, 與相距為2L,不考慮離子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的重力,不考慮離子在剝離電子和添加電子過(guò)程中質(zhì)量的變化, ， ，求：

(1)離子到達(dá)端口的速度大小v；

(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度度大小B；

(3)在保證(2)問(wèn)中的B不變的情況下,若端口有兩種質(zhì)量分別為、，電荷量均為e的的負(fù)一價(jià)離子,離子從靜止開(kāi)始加速,求從端口射出時(shí)含有m1、m2混合離子束的截面積為多少。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】（1）對(duì)離子加速全過(guò)程由動(dòng)能定理得到：

解得：

（2）進(jìn)入磁場(chǎng)中，

，

解得：

（3）， ，

，

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，在某電場(chǎng)中建立x坐標(biāo)軸，一個(gè)質(zhì)子僅在電場(chǎng)力作用下沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)A、B、C三點(diǎn)，已知。該質(zhì)子的電勢(shì)能隨坐標(biāo)x變化的關(guān)系如圖乙所示，則下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A. A點(diǎn)電勢(shì)低于B點(diǎn)電勢(shì)

B. A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度

C. A、B兩點(diǎn)電勢(shì)差等于B、C兩點(diǎn)電勢(shì)差

D. 質(zhì)子經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速率小于經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的速率

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某些放射性元素如的半衰期很短，在自然界很難被發(fā)現(xiàn)，可以在實(shí)驗(yàn)室使用人工的方法發(fā)現(xiàn)．已知經(jīng)過(guò)一系列α衰變和β衰變后變成，下列說(shuō)法正確的是（　　）

A. 的原子核比的原子核少28個(gè)中子

B. 衰變過(guò)程中共發(fā)生了4次α衰變和7次β衰變

C. 衰變過(guò)程中共有4個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子

D. 若繼續(xù)衰變成新核，需放出一個(gè)α粒子

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】物體甲的速度﹣時(shí)間圖象和物體乙的位移﹣時(shí)間圖象分別如圖所示，則兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況是（　�。�

A. 甲在04 s時(shí)間內(nèi)有往返運(yùn)動(dòng)，它通過(guò)的總路程為12m

B. 甲在04 s時(shí)間內(nèi)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)

C. 乙在t=2s時(shí)速度方向發(fā)生改變，與初速度方向相反

D. 乙在04 s時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移為零

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖為質(zhì)譜儀的原理圖，若同一束粒子沿極板的軸線射入電磁場(chǎng)區(qū)域，由小孔射入右邊的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，不計(jì)粒子重力，下列相關(guān)說(shuō)法中正確的是

A. 速度選擇器的P1極板帶負(fù)電

B. 該束帶電粒子帶正電

C. 在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子，速度越大

D. 在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子，比荷越大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示,水平傳送帶AB向右勻速運(yùn)動(dòng),傾角為的傾斜軌道與水平軌道平滑連接于C點(diǎn),小物塊與傳送帶AB及傾斜軌道和水平軌道之間均存在摩擦,動(dòng)摩擦因數(shù)都為,傾斜軌道長(zhǎng)度,C與豎直圓軌道最低點(diǎn)D處的距離為,圓軌道光滑,其半徑。質(zhì)量為可看作質(zhì)點(diǎn)的小物塊輕輕放在傳送帶上的某點(diǎn),小物塊隨傳送帶運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),之后沿水平飛出恰好從P處切入傾斜軌道后做勻加速直線運(yùn)動(dòng)(進(jìn)入P點(diǎn)前后不考慮能量損失),經(jīng)C處運(yùn)動(dòng)至D,在D處進(jìn)入豎直平面圓軌道,恰好繞過(guò)圓軌道的最高點(diǎn)E之后從D點(diǎn)進(jìn)入水平軌道DF向右運(yùn)動(dòng)。(最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力, ， )求：

(1)物塊剛運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最低處D時(shí)對(duì)軌道的壓力；

(2)傳送帶對(duì)小物塊做的功W；

(3)若傳送帶AB向右勻速運(yùn)動(dòng)的速度,求小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中由于相互摩擦而產(chǎn)生的熱量Q。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，實(shí)線表示某水平勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線，虛線表示一個(gè)帶電粒子射入該電場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)軌跡， 、是軌跡上的兩個(gè)點(diǎn)．忽略帶電粒子的重力作用，下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A. 該帶電粒子一定是從向通過(guò)勻強(qiáng)電場(chǎng)的

B. 該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向一定是從左向右

C. 該帶電粒子在點(diǎn)的動(dòng)能一定大于在點(diǎn)的動(dòng)能

D. 該帶電粒子在點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在點(diǎn)的電勢(shì)能

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所受，三根完全相同的細(xì)絕緣棒連接成等邊三角形，P點(diǎn)為三角形的內(nèi)心，Q點(diǎn)與三角形共面且與P點(diǎn)相對(duì)AC棒對(duì)稱，三棒帶有均勻分布的正電荷，此時(shí)測(cè)得P、Q兩點(diǎn)的電勢(shì)各為、�，F(xiàn)將BC棒取走，而AB、AC棒的電荷分布不變，則下列說(shuō)法正確的是

A. P點(diǎn)的電勢(shì)變?yōu)?/span>

B. P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向由P指向A

C. Q點(diǎn)的電勢(shì)變?yōu)?/span>

D. 在沒(méi)有把BC棒取走時(shí)，把+q檢驗(yàn)電荷由P點(diǎn)移到Q點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一個(gè)正離子，質(zhì)量為m，電荷量大小為q，以速率v垂直AD射入正方形區(qū)域ABCD，其中AB=L，為了使離子剛好從C點(diǎn)離開(kāi)正方形區(qū)域ABCD，可以加豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E。

（1）求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大��；

（2）把電場(chǎng)換成垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，為使離子也能從C點(diǎn)離開(kāi)正方形區(qū)域，求B的大小；

（3）把電場(chǎng)換成垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，為使離子在正方形區(qū)域ABCD的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與電場(chǎng)中時(shí)間相等，求B的大小。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案