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如图所示,A是能发射带电量为+q质量为m、初速度不计的离子源.离子源发射出的离子首先在竖直加速管B中加速,得到一定速率后进入内存辐向分布电场的偏转管C改变速度方向,然后从转移管道D中水平输出.已知加速管B中的加速电压为U,偏转管C是中心轴线半径为R的圆弧管道.设偏转管C内中心轴线对应的圆弧上各点场强处处相等,离子所受重力不计.求:

   (1)带电粒子刚进入偏转管C时的瞬时速率;

   (2)为确保带电粒子顺利沿图中虚线进入、偏转并输出,偏转管C内中心轴线对应的圆弧上各点场强E为多大?

(1);(2)E=


解析:

(1)根据动能定理可求带电粒子刚进入偏转管C时的瞬时速率v

                     ……………“①(3分)

(2)电场力提供了带电粒子在偏转管C内运动所需的向心力

   ……………………………②(3)

    由①、②式得

    E=

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(1)发射小钢珠前,弹簧枪弹簧的弹性势能Er
(2)从M上端飞出到A点的过程中,小钢珠运动的水平距离s;
(3)AB圆弧对应的圆心角θ;(结果可用角度表示,也可用正切值表示)
(4)小钢珠运动到AB圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小.

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(1)从M上端飞出到A点的过程中,小钢珠运动的水平距离s,
(2)AB圆弧对应的圆心角θ;(结果可用角度表示,也可用正切值表示)
(3)小钢珠运动到AB圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小.

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⑴加速管B两端的加速电压应为多大?

⑵若圆形弯管中心轴线的半径R=0.28m,为了使磷离子自漂移管道引出,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?

 

 

 

 

 

 

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