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磁譜儀是測量α能譜的重要儀器．磁譜儀的工作原理如圖所示，放射源S發(fā)出質(zhì)量為m、電量為q的α粒子沿垂直磁場方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，被限束光欄Q限制在2φ的小角度內(nèi)，α粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后打到與束光欄平行的感光片P上．(重力影響不計)

(1)若能量在E～E＋ΔE(ΔE＞0，且ΔE＝E)范圍內(nèi)的α粒子均垂直于限束光欄的方向進(jìn)入磁場．試求這些α粒子打在膠片上的范圍Δx₁．

(2)實(shí)際上，限束光欄有一定的寬度，α粒子將在2φ角內(nèi)進(jìn)入磁場．試求能量均為E的α粒子打到感光膠片上的范圍Δx₂

如圖所示，一個變壓器(可視為理想變壓器)的原線圈接在220 V的市電上，向額定電壓為1.80×10⁴ V的霓虹燈供電，使它正常發(fā)光．為了安全，需在原線圈回路中接入熔斷器，使副線圈電路中電流超過12 mA時，熔絲就熔斷．

(1)熔絲的熔斷電流是多大？

(2)當(dāng)副線圈電路中電流為10mA時．變壓器的輸入功率是多大？

在以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心、半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，如圖所示．一個不計重力的帶電粒子從磁場邊界與x軸的交點(diǎn)A處以速度v沿－x方向射入磁場，它恰好從磁場邊界與y軸的交點(diǎn)C處沿＋y方向飛出．

(1)請判斷該粒子帶何種電荷，并求出其比荷；

(2)若磁場的方向和所在空間范圍不變，而磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變?yōu)?IMG style="vertical-align:middle" SRC="http://thumb.zyjl.cn/pic7/pages/61A2/0458/0471/6baf9460804395aebb1a135417ed09cc/A/Image1035.gif" width=13 height=11>，該粒子仍從A處以相同的速度射入磁場，但飛出磁場時的速度方向相對于入射方向改變了60°角，求磁感應(yīng)強(qiáng)度多大？此次粒子在磁場中運(yùn)動所用時間t是多少？

串列加速器是用來產(chǎn)生高能離子的裝置．圖中虛線框內(nèi)為其主體的原理示意圖，其中加速管的中部b處有很高的正電勢U．A、c兩端均有電極接地(電勢為零)．現(xiàn)將速度很低的負(fù)一價碳離子從A端輸入，當(dāng)離子到達(dá)b處時，可被設(shè)在b處的特殊裝置將其電子剝離，成為n價正離子，而不改變其速度大小，這些正n價碳離子從c端飛出后進(jìn)入一與其速度方向垂直的、磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，在磁場中做半徑為R的圓周運(yùn)動．已知碳離子的質(zhì)量m＝2.0×10^－26 kg，U＝7.5×10⁵ V，B＝0.05 T，n＝2，基元電荷e＝1.6×10^－19 C，求R．

圖中MN表示真空室中垂直于紙面的平板，它的一側(cè)有勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．一帶電粒子從平板上的狹縫O處以垂直于平板的初速 V射入磁場區(qū)域，最后到達(dá)平板上的P點(diǎn)．已知B、V以及P到O的距離l．不計重力，求此粒子的電荷q與質(zhì)量m之比．

如圖所示，在一個圓形區(qū)域內(nèi)，兩個方向相反且都垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場分布在以直徑A₂A₄為邊界的兩個半圓形區(qū)域Ⅰ、Ⅱ中，A₂A₄與A₁A₃的夾角為60o．一質(zhì)量為m、帶電量為＋q的粒子以某一速度從Ⅰ區(qū)的邊緣點(diǎn)A₁處沿與A₁A₃成30o角的方向射入磁場，隨后該粒子以垂直于A₂A₄的方向經(jīng)過圓心O進(jìn)入Ⅱ區(qū)，最后再從A₄處射出磁場．已知該粒子從射入到射出磁場所用的時間為t，求Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)中磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小(忽略粒子重力)．

如圖所示，一半徑為r的圓形導(dǎo)線框內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于導(dǎo)線框所在平面，導(dǎo)線框的左端通過導(dǎo)線接一對水平放置的平行金屬板，兩板間的距離為d，板長為l，t＝0時，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B從B₀開始均勻增大，同時，在板2的左端且非�？拷�板2的位置有一質(zhì)量為m、帶電量為－q的液滴以初速度V₀水平向右射入兩板間，該液滴可視為質(zhì)點(diǎn)．

(1)要使該液滴能從兩板間射出，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化率K應(yīng)滿足什么條件？

(2)要使該液滴能從兩板間右端的中點(diǎn)射出，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時間t應(yīng)滿足什么關(guān)系？

釷核發(fā)生衰變生成鐳核并放出一個粒子．設(shè)該粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q，它進(jìn)入電勢差為U的帶窄縫的平行平板電極S₁和S₂間電場時，其速度為v₀，經(jīng)電場加速后，沿ox方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場，ox垂直平板電極S₂，當(dāng)粒子從p點(diǎn)離開磁場時，其速度方向與ox方位的夾角＝60°，如圖所示，整個裝置處于真空中．

(1)寫出釷核衰變方程；

(2)求粒子在磁場中沿圓弧運(yùn)動的軌道半徑R；

(3)求粒子在磁場中運(yùn)動所用時間t．

一勻磁場，磁場方向垂直于xy平面，在xy平面上，磁場分布在以O為中心的一個圓形區(qū)域內(nèi)．一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，由原點(diǎn)O開始運(yùn)動，初速為V，方向沿x正方向．后來，粒子經(jīng)過y軸上的P點(diǎn)，此時速度方向與y軸的夾角為30°，P到O的距離為L，如圖所示．不計重力的影響．求磁場的磁感強(qiáng)度B的大小和xy平面上磁場區(qū)域的半徑R．

湯姆生用來測定電子的比荷(電子的電荷量與質(zhì)量之比)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，真空管內(nèi)的陰極K發(fā)出的電子(不計初速、重力和電子間的相互作用)經(jīng)加速電壓加速后，穿過中心的小孔沿中心軸O₁O的方向進(jìn)入到兩塊水平正對放置的平行極板P和間的區(qū)域．當(dāng)極板間不加偏轉(zhuǎn)電壓時，電子束打在熒光屏的中心O點(diǎn)處，形成了一個亮點(diǎn)；加上偏轉(zhuǎn)電壓U后，亮點(diǎn)偏離到點(diǎn)，(與O點(diǎn)的豎直間距為d，水平間距可忽略不計．此時，在P和間的區(qū)域，再加上一個方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場．調(diào)節(jié)磁場的強(qiáng)弱，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B時，亮點(diǎn)重新回到O點(diǎn)．已知極板水平方向的長度為L₁，極板間距為b，極板右端到熒光屏的距離為L₂(如圖所示)．

(1)求打在熒光屏O點(diǎn)的電子速度的大小．

(2)推導(dǎo)出電子的比荷的表達(dá)式