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高中物理
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综合题
1.
(2021高二下·杭州期末)
CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称,CT扫描机可用于对多种病情的探测。图(a)是某种CT机主要部分的剖面图,其中X射线产生部分的示意图如图(b)所示。图(b)中M、N之间有一电子束的加速电场,加速电压恒定;高度足够高、宽度为d的虚线框内有垂直纸面的匀强偏转磁场。电子束从静止开始在M、N之间加速后以速度v水平射出并进入偏转磁场,速度方向改变60°角后打到靶环上的P点产生X射线,探测器能够探测到竖直向上射出的X射线。靶环形状是以P点为圆心的圆面,P点距偏转磁场中心的水平距离为l。已知电子质量为m,电量为e,电子重力不计、始终在真空中运动。
(1) 求偏转磁场的磁感应强度B的大小和方向;
(2) 若撤去磁场,在虚线框中加一沿竖直方向的匀强偏转电场,也可使电子偏转60°角后打在靶环上产生X射线。
①求偏转电场对电子的冲量大小;
②求靶环的最小半径;
③若②问中求得靶环的最小半径为R,且电子以初速度
进入M、N之间开始加速时,电子仍能打到靶环上,求
的最大值。
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