有一種“雙聚焦分析器“質譜儀，工作原理如圖所示。加速電場的電壓為U，靜電分析器中有會聚電場，即與圓心O1等距各點的電場強度大小相同，方向沿徑向指向圓心O1，磁分析器中以O2為圓心、圓心角為90°的扇形區域內，分布著方向垂直于紙面向外的勻強磁場，其左邊界與靜電分析器的右邊界平行。由離子源發出一個質量為m、電荷量為q的正離子（初速度為零，重力不計），經加速電場加速后，從M點沿垂直于該點的電場方向進入靜電分析器，在靜電分析器中，離子沿半徑為R的四分之一圓弧軌道做勻速圓周運動，并從N點射出靜電分析器。而后離子由P點沿著既垂直于磁分析器的左邊界，又垂直于磁場方向射入磁分析器中，最后離子沿垂直于磁分析器下邊界的方向從Q點射出，并進入收集器，測量出Q點與圓心O2的距離為d。（題中的U、m、q、R、d都為已知量）
（1）求靜電分析器中離子運動軌跡處電場強度E的大小；
（2）求磁分析器中磁感應強度B的大小；
（3）現將離子換成質量為2m,電荷量為0.5q的另一種正離子，其它條件不變。磁分析器空間足夠大，離子不會從圓弧邊界射出，求：該離子進入磁分析器的位置P'以及離開磁分析器的位置Q'到O2的距離。
【答案】（1）靜電分析器中離子運動軌跡處電場強度E的大小為；
（2）磁分析器中磁感應強度B的大小為；
（3）該離子進入磁分析器的位置P'到O2的距離為d，離開磁分析器的位置Q'到O2的距離為d。
2
U
R
（2）磁分析器中磁感應強度B的大小為
1
d
2
U
m
q
（3）該離子進入磁分析器的位置P'到O2的距離為d，離開磁分析器的位置Q'到O2的距離為
3
【解答】
【點評】
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發布：2024/6/27 10:35:59組卷：149引用：1難度：0.5
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1．如圖1所示，在xOy坐標系中，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關于x軸對稱，極板長度和板間距均為l,緊靠極板的右邊緣的有界勻強磁場區域由ΔAB0和矩形0BCD構成，其中∠OAB=60°，OD=OA．磁場方向垂直于xOy平面向里，D、A位于y軸上。位于極板左側的粒子源沿x軸向右接連發射質量為m,電荷量為+q、速度相同的帶電粒子，現在0～3t0時間內兩板間加上如圖2所示的電壓，已知t=0時刻進入兩板間的粒子，在t0時刻射入磁場時，恰好不會從磁場邊界射出磁場區域且圓心在x軸上，上述l、m、q、t0為已知量，U0=
，不考慮P、Q兩板電壓的變化對磁場的影響，也不考慮粒子的重力及粒子間的相互影響，求：ml2qt02
（1）t=0時刻進入兩板間的帶電粒子射入磁場時的速度；
（2）勻強磁場的磁感應強度的大小及磁場區域的面積；
（3）t=t0時刻進入兩板間的帶電粒子在勻強磁場中運動的時間。
發布：2024/12/30 0:0:1組卷：89引用：2難度：0.7 -
2．如圖，半徑為d的圓形區域內有磁感應強度為B的勻強磁場，磁場垂直圓所在的平面。一帶電量為q、質量為m的帶電粒子從圓周上a點對準圓心O射入磁場，從b點折射出來，若α=60°，則帶電粒子射入磁場的速度大小為（ ）發布：2025/1/6 0:30:5組卷：272引用：2難度：0.6 -
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