图为“双聚焦分析器”质谱仪的结构示意图,其中,加速电场的电压为U,静电分析器中与圆心O1等距离的各点场强大小相等、方向沿径向,磁分析器中以O2为圆心、圆心角为9
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图为“双聚焦分析器”质谱仪的结构示意图,其中,加速电场的电压为U,静电分析器中与圆心O1等距离的各点场强大小相等、方向沿径向,磁分析器中以O2为圆心、圆心角为9
题型:南充二模
难度:
来源:
图为“双聚焦分析器”质谱仪的结构示意图,其中,加速电场的电压为U,静电分析器中与圆心O
1
等距离的各点场强大小相等、方向沿径向,磁分析器中以O
2
为圆心、圆心角为90°的扇形区域内,分布着方向垂直于纸面的匀强磁场,其左边界与静电分析器的右端面平行.由离子源发出的一质量为m、电荷量为q的正离子(初速度为零,重力不计)经加速电场加速后,从M点垂直于电场方向进入静电分析器,沿半径为R的四分之一圆弧轨迹做匀速圆周运动,从N点射出,接着由P点垂直磁分析器的左边界射入,最后垂直于下边界从Q点射出并进入收集器.已知Q点与圆心O
2
的距离为么求:
(1)磁分析器中磁场的磁感应强度B的大小和方向;
(2)静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小;
(3)现将离子换成质量为0.9m、电荷量仍为q的另一种正离子,其它条件不变.试直接指出该离子进入磁分析器时的位置,它射出磁场的位置在Q点的左侧还是右侧?
答案
(1)离子在加速电场中加速,设进入静电分析器的速度为v,根据动能定理 qU=
1
2
mv
2
①
离子射出静电分析器的速度仍为v,在磁分析器中,离子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,设轨道半径为r,根据牛顿定律:
qvB=m
mv
2
r
②
依题意知:r=d ③
由①、②、③式解得
B=
1
d
2mU
q
④
由左手定则得,磁场方向垂直于纸面向外
(2)在静电分析器中,离子在电场力作用下做匀速圆周运动,根据牛顿定律
qE=
mv
2
R
⑤
由①、⑤式解得
E=
2U
R
⑥
(3)该离子仍由P点垂直于磁场左边界进入磁分析器
该离子射出磁场的位置在Q点的左侧
答:( 1)磁分析器中磁场的磁感应强度B的大小为
1
d
2mU
q
,方向 由左手定则得,磁场方向垂直于纸面向外;
(2)静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小为
2U
R
;
(3)该离子射出磁场的位置在Q点的左侧.
举一反三
质量为m的A球与质量为M的B球,分别连接在轻质弹簧的两端,如图所示,B球用平行于斜面的细线固定在倾角为30°的光滑斜面上,A、B球处于静止状态,当细线被剪断的瞬间,A、B两球的加速度大小分别为( )
A.
g
2
,
g
2
B.0,
g
2
C.0,
mg
2M
D.0,
(m+M)g
2M
题型:不详
难度:
|
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一质点在光滑水平面上做匀速直线运动,现给它一水平恒力,则下列说法正确的( )
A.施加水平恒力后,质点立即有加速度,速度也立即变化
B.施加水平恒力以后,质点一定做匀变速曲线运动
C.施加水平恒力以后,可以做匀速圆周运动
D.施加水平恒力以后,可以做匀加速直线运动
题型:不详
难度:
|
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如图所示,李欣用手拉着小车静止在倾角为30°的光滑斜面上.已知小车的质量为m,重力加速度为g,绳子对小车的拉力大小为F,斜面对小车的支持力大小为N,则( )
A.F=
1
2
mg
,N=
3
2
mg
B.F=
3
2
mg,N=
1
2
mg
C.F=
1
2
mg
,N=mg
D.F=mg,N=
1
2
mg
题型:不详
难度:
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某驾驶员手册规定:一辆具有良好制动器的汽车如果以22m/s的速度行驶时,能在57m的距离内被刹住,如果以13m/s的速度行驶时,相应的制动距离为24m,假定驾驶员的反应时间(从意识到要刹车至使用制动器的时间)以及使用制动器后汽车的加速度对于这两种速度都相同,求:
(1)驾驶员的反应时间;
(2)制动后汽车的加速度大小.
题型:不详
难度:
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如图所示,直角坐标系OXY,在X>0的空间存在着匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里.许多质量为m、电量为q的带电粒子,以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向,由O点射入磁场区域.不计重力,不计粒子间的相互影响.图中曲线表示带电粒子可能经过的区域边界,其中边界与X轴交点P的坐标为(a,0),边界与Y轴交点为Q.
求:(1)判断粒子带正电荷还是负电荷?(2)磁感应强度B的大小.(3)指出能到达Q点的带电粒子在O点的入射方向.
题型:龙岩模拟
难度:
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