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     （22分）有一个放射源水平放射出、和三种射线，垂直射入如图所示磁场。区域Ⅰ和Ⅱ的宽度均为d，各自存在着垂直纸面的匀强磁场，两区域的磁感强度大小B相等，方向相反（粒子运动不考虑相对论效应）。

    （1）若要筛选出速率大于v1的粒子进入区域Ⅱ，求磁场宽度d与B和v1的关系。

    （2）若B＝0.0034T，v1＝0.1c（c是光速），则可得d; 粒子的速率为0.001c，计算和射线离开区域Ⅰ时的距离；并给出去除和射线的方法。

    （3）当d满足第（1）小题所给关系时，请给出速率在　v1＞v＞v2区间的粒子离开区域Ⅱ时的位置和方向。

    （4）请设计一种方案，能使离开区域Ⅱ的粒子束在右侧聚焦且水平出射。

    已知：电子质量，粒子质量，电子电荷量，（x<<1时）

     

     

     

     

     

     (1)   （2）0.7m  区域Ⅰ的磁场不能将射线和射线分离，可用薄纸片挡住射线，用厚铅板挡住射线  （3）  水平 （4）见解析

    解析:（1）作出临界轨道，

    由几何关系知　r=d     由得　

    （2）对电子：    

    粒子：

    作出轨道如图

     

    竖直方向上的距离

      区域Ⅰ的磁场不能将射线和射线分离，可用薄纸片挡住射线，用厚铅板挡住射线。

    （3）画出速率分别为和的粒子离开区域Ⅱ的轨迹如下图

    速率在区域间射出的粒子束宽为

    （4）由对称性可设计如图所示的磁场区域，最后形成聚集且水平向右射出。

     

     

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    有一个放射源水平放射出A、B两种粒子，垂直射入如图所示磁场区域Ⅰ中．区域Ⅰ和Ⅱ的宽度均为d，长度足够长，各自存在着垂直纸面的匀强磁场，两区域的磁感强度大小B相等，方向相反（粒子运动不考虑相对论效应）．已知A粒子带负电，电量为q、质量为m；B粒子带正电，电量为2q、质量为4m．
    （1）若要使A粒子能够进入区域Ⅱ，求A粒子的初速度v1的最小值；
    （2）B粒子射出初速度大小v2=
    Bqd
    m
    ，计算B粒子在区域Ⅰ和Ⅱ中运动的总时间；
    （3）当v1满足第（1）小题所给值时，请求出速率在　
    5
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    v1＞v＞v1区间的B粒子离开区域Ⅱ时的区域宽度和方向．

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    科目：高中物理 来源：2010年高考试题（浙江卷）解析版 题型：计算题

     （22分）有一个放射源水平放射出、和三种射线，垂直射入如图所示磁场。区域Ⅰ和Ⅱ的宽度均为d，各自存在着垂直纸面的匀强磁场，两区域的磁感强度大小B相等，方向相反（粒子运动不考虑相对论效应）。

    （1）若要筛选出速率大于v1的粒子进入区域Ⅱ，求磁场宽度d与B和v1的关系。

    （2）若B＝0.0034T，v1＝0.1c（c是光速），则可得d; 粒子的速率为0.001c，计算和射线离开区域Ⅰ时的距离；并给出去除和射线的方法。

    （3）当d满足第（1）小题所给关系时，请给出速率在　v1＞v＞v2区间的粒子离开区域Ⅱ时的位置和方向。

    （4）请设计一种方案，能使离开区域Ⅱ的粒子束在右侧聚焦且水平出射。

    已知：电子质量，粒子质量，电子电荷量，（x<<1时）

     

     

     

     

     

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    科目：高中物理 来源：浙江省高考真题 题型：计算题

    有一个放射源水平放射出α、β和γ三种射线，垂直射入如图所示磁场。区域I和Ⅱ的宽度均为d，各自存在着垂直纸面的匀强磁场，两区域的磁感应强度大小B相等，方向相反（粒子运动不考虑相对论效应）。
    （1）若要筛选出速率大于v1的β粒子进入区域Ⅱ，求磁场宽度d与B和v1的关系；
    （2）若B=0.003 4 T，v1=0.1c（c是光速），则可得d；α粒子的速率为0.001c，计算α和γ射线离开区域I时的距离；并给出去除α和γ射线的方法；
    （3）当d满足第（1）小题所给关系时，请给出速率在v1＜v＜v2区间的β粒子离开区域Ⅱ时的位置和方向；
    （4）请设计一种方案，能使离开区域Ⅱ的B粒子束在右侧聚焦且水平出射。已知：电子质量me=9.1×10-31 kg，α粒子质量mα=6.7×10-27 kg，电子电荷量q=1.6×10-19 C，（x≤1时）。

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    科目：高中物理 来源：2010-2011学年湖北省武汉二中高二（上）期末物理试卷（解析版） 题型：解答题

    有一个放射源水平放射出A、B两种粒子，垂直射入如图所示磁场区域Ⅰ中．区域Ⅰ和Ⅱ的宽度均为d，长度足够长，各自存在着垂直纸面的匀强磁场，两区域的磁感强度大小B相等，方向相反（粒子运动不考虑相对论效应）．已知A粒子带负电，电量为q、质量为m；B粒子带正电，电量为2q、质量为4m．
    （1）若要使A粒子能够进入区域Ⅱ，求A粒子的初速度v1的最小值；
    （2）B粒子射出初速度大小，计算B粒子在区域Ⅰ和Ⅱ中运动的总时间；
    （3）当v1满足第（1）小题所给值时，请求出速率在 v1＞v＞v1区间的B粒子离开区域Ⅱ时的区域宽度和方向．

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