下图是质谱仪工作原理的示意图.带电粒子a、b经电压U加速(在A点初速度为零)后,进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动,最后分别打在感光板S上的x1、x2处

下图是质谱仪工作原理的示意图.带电粒子a、b经电压U加速(在A点初速度为零)后,进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动,最后分别打在感光板S上的x1、x2处

题型:海淀区二模难度:来源:
下图是质谱仪工作原理的示意图.带电粒子a、b经电压U加速(在A点初速度为零)后,进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动,最后分别打在感光板S上的x1、x2处.图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径,则(  )
A.a的质量一定大于b的质量
B.a的电荷量一定大于b的电荷量
C.a运动的时间大于b运动的时间
D.a的比荷(qa/ma)大于b的比荷(qb/mb
魔方格
答案
设粒子经电场加速后的速度大小为v,磁场中圆周运动的半径为r,电荷量和质量分别为q、m,打在感光板上的距离为S.
    根据动能定理,得
      qU=
1
2
mv2,v=


2qU
m

    由qvB=m
v2
r
,r=
mv
qB
=
1
B


2mU
q

   则S=2r=
2
B


2mU
q

    得到
q
m
=
8U
BS2

由图,Sa<Sb,U、B相同,则
qa
ma
qb
mb

故选D
举一反三
如图所示,所以O为圆心,R为半径的圆形区域内,有一个水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外;竖直平行放置的极板A、K相距为d,AK之间的电压可以调节,S1、S2为A、K极板上的两个小孔,且S1、S2和O三点在垂直于极板的同一直线上,OS2=R;质量为m、电量为q的正离子从S1进入电场后,自S2射出并进入磁场区域,不计重力和离子进入电场时的初速度,问:
(1)为使正离子射出磁场时的速度的方向与进入时重直,A、K之间的电压应为多大?
(2)粒子在磁场中的运动时间多长?魔方格
题型:德州模拟难度:| 查看答案
如图,分界面的上下两侧是方向相反、足够大的匀强磁场,磁感强度大小均为B.一个质量为m、电量为+q的粒子以速度v由P点沿与界面垂直方向射入上边的匀强磁场,则该粒子在运动过程中动能的大小______(选填“变大”、“变小”或“不变”);请在图中画出该粒子的运动轨迹.魔方格
题型:上海二模难度:| 查看答案
吴健雄是著名的美籍华裔物理学家,以她的名字命名的小行星(吴健雄星)半径约为16km,该行星的密度与地球相近,若在此小行星上发射一颗卫星环绕其表面运行,试估算该卫星的环绕速度(已知地球半径为6400km,地球表面的重力加速度g取10m/s2).
题型:扬州模拟难度:| 查看答案
如图所示,坐标系xOy在竖直平面内,空间有沿水平方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在x>0的空间里有沿x轴正方向的匀强电场,场强的大小为E,一个带正电的小球经过图中的x轴上的A点,沿着与水平方向成θ=30°角的斜向下直线做匀速运动,经过y轴上的B点进入x<0的区域,要使小球进入x<0区域后能在竖直面内做匀速圆周运动,需在x<0区域另加一匀强电场,若带电小球做圆周运动通过x轴上的C点(C点未标出),且
.
OA
=
.
OC
,设重力加速度为g,求:
(1)小球运动速率的大小;
(2)在x<0的区域所加电场的场强大小和方向;
(3)小球从B点运动到C点所用时间.魔方格
题型:南开区一模难度:| 查看答案
(1)太阳内部不断地发生4个氢核结合成为1个氦核的反应,这个核反应释放出的能量就是太阳的能源.
①写出这个核反应方程.
②指出该板反应的类型.
(2)设地球绕太阳做匀速圆周运动的周期为T、轨道半径为R,万有引力常量为G.求太阳的质量M.
题型:广州一模难度:| 查看答案
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