(8分)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?
自由电子激光器是利用高速电子束射入方向交替变化的磁场,使电子在磁场中摆动着前进,进而产生激光的一种装置.在磁场中建立与磁场方向垂直的平面坐标系xOy,如图8-2-25所示.方向交替变化的磁场随x坐标变化的图线如图8-2-26所示,每个磁场区域的宽度,磁场的磁感应强度大小B=3.75×10-4 T,规定磁场方向垂直纸面向外为正方向.现将初速度为零的电子经电压U=4.5×103 V的电场加速后,从坐标原点沿x轴正方向射入磁场.电子电荷量e=1.6×10-19 C,电子质量m=9×10-31 kg,不计电子的重力,不考虑电子因高速运动而产生的影响.图8-2-25图8-2-26(1)电子从坐标原点进入磁场时的速度大小为多少?(2)请在图8-2-25中画出x=0至x=4L区域内电子在磁场中运动的轨迹,计算电子通过图8-2-26中各磁场区域边界时位置的纵坐标并在图中标出;(3)从x=0至x=NL(N为整数)区域内电子运动的平均速度大小为多少?
初速度为零的离子经电势差为U的电场加速后,从离子枪T中水平射出,经过一段路程后进入水平放置的两平行金属板MN和PQ之间,离子所经空间存在一磁感应强度为B的匀强磁场,如图11-2-27所示(不考虑重力作用).离子的比荷(q、m分别是离子的电荷量与质量)在什么范围内,离子才能打在金属板上?图11-2-27
如图11-2-26所示,有一磁感应强度B=9.1×10-4 T的匀强磁场,C、D为垂直于磁场的同一平面内的两点,它们之间的距离l="0.05" m.今有一电子在此磁场中运动,它经过C点时的速度v的方向和磁场方向垂直,且与CD间的夹角α=30°.问:图11-2-26(1)电子在C点时所受的洛伦兹力的方向及大小如何?(2)若此电子在运动中后来又经过了D点,则它的速度v应是多大?(3)电子从C点到D点所用的时间是多少?(电子的质量m=9.1×10-31 kg,电子的电荷量e=1.6×10-19 C)
一种测量血管中血流速度的仪器原理图,如图所示,在动脉血管两侧分别安装电极并加磁场,设血管直径为2 mm,磁场的磁感应强度为0.080 T,电压表测出的电压为0.10 V,则血流速度大小为多少?
如图所示为电磁流量计的示意图,截面为正方形的非磁性管,其每边长为d,内有导电液体流动,在垂直液体流动方向加一指向纸内的匀强磁场,磁感应强度为B.现测得液体a和b两点间的电势差为U,求管内导电液体的流量Q.