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高中物理
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综合题
1.
(2020高三上·潍坊期中)
如图所示是测量离子比荷的装置示意图。速度选择器两极板水平,板间加上竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。速度选择器右侧有水平放置的平行板电容器,极板长为l,板间距为
。建立竖直向上的直线坐标系
,y轴到电容器极板右端的距离为l。离子源S能沿水平方向连续发射一定速度的正离子,调整速度选择器电场的场强为
,磁场磁感应强度为
,则离子沿水平虚线穿过速度选择器,后离子从电容器下极板的最左端紧靠极板进入电容器,若电容器内不加电场,则离子运动到O点;若电容器内加上竖直向上的匀强电场E(未知),离子将运动到y轴上某点,测出该点到O点距离y,可得到离子的比荷,不计离子重力及离子间相互作用。
(1) 求离子穿过速度选择器的速度;
(2) 若
,离子到达y轴时距O的距离为
,求离子的比荷;
(3) 改变E的值,运动到y轴的离子,其坐标值将发生变化,在图乙所示的坐标系内,画出运动到y轴的离子,其坐标值y随E值的变化关系。(图中标出必要的数据,不必写出计算过程)
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