XCT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称,XCT扫描机可用于对多种病情的探测。图甲是某种XCT机主要部分的剖面图,其中产生X射线部分的示意图如图乙所示。图乙中M、N之间有一电子束的加速电场,虚线框内为偏转元件中的匀强偏转场S:方向竖直,经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进,出电场后速度与水平方向成30度打到水平圆形靶台上的中心点P,产生X射线(如图中带箭头的虚线所示)。已知电子的质量为m,带电荷量为e,MN两端的电压为U0,偏转场区域水平宽度为L0,竖直高度足够长,MN中电子束距离靶台竖直高度为H,忽略电子的重力影响,不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度,不计空气阻力。

(1)由题意可得电子带负电,电子轨迹向下偏转,则电场力向 下下,图乙中偏转电场强度的方向为 向上向上,电子刚离开加速电场时的速度为 2eU0m2eU0m。
(2)请分析计算偏转电场强度E的大小和P点到偏转电场右边界距离s。
(3)若由于工作人员失误,加速电压U0增大少许,电子会打在P点 右右侧,除了修正加速电压的数值以外,请说出两种方法可以使得对病情的探测无影响 加速电压U0增大少许,会使电子进入偏转电场的初速度变大,竖直方向无影响,但水平位移增加,故电子会打到P点右侧;可以适当向右移动靶台,也可以将偏转场的电场强度降低。加速电压U0增大少许,会使电子进入偏转电场的初速度变大,竖直方向无影响,但水平位移增加,故电子会打到P点右侧;可以适当向右移动靶台,也可以将偏转场的电场强度降低。。
(4)由于技术升级,经过专家研究可以将该电子枪改装成发射Y粒子(质量和电荷未知)的装置,请帮助专家论证是否需要重新设计偏转电场和靶台。
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【答案】下;向上;;右;加速电压U0增大少许,会使电子进入偏转电场的初速度变大,竖直方向无影响,但水平位移增加,故电子会打到P点右侧;可以适当向右移动靶台,也可以将偏转场的电场强度降低。
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【解答】
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发布:2024/10/19 2:0:2组卷:29引用:1难度:0.4
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