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  • 更新 2022-09-03
  • 科目 物理
  • 题型 计算题
  • 难度 中等
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使用回旋加速器的实验需要把离子束从加速器中引出,离子束引出的方法有磁屏蔽通道法和静电偏转法等。质量为 m ,速度为 v 的离子在回旋加速器内旋转,旋转轨道时半径为 r 的圆,圆心在 O 点,轨道在垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度为 B 。为引出离子束,使用磁屏蔽通道法设计引出器。引出器原理如图所示,一堆圆弧形金属板组成弧形引出通道,通道的圆心位于 O ` 点( O ` 点图中未画出)。引出离子时,令引出通道内磁场的磁感应强度降低,从而使离子从P点进入通道,沿通道中心线从 Q 点射出。已知 O Q 长度为 L O Q O P 的夹角为 θ
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(1)求离子的电荷量 q 并判断其正负;

(2)离子从 P 点进入, Q 点射出,通道内匀强磁场的磁感应强度应降为 B ` ,求 B `

(3)换用静电偏转法引出离子束,维持通道内的原有磁感应强度 B 不变,在内外金属板间加直流电压,两板间产生径向电场,忽略边缘效应。为使离子仍从 P 点进入, Q 点射出,求通道内引出轨迹处电场强度 E 的方向和大小。

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使用回旋加速器的实验需要把离子束从加速器中引出,离子束引出的