(12分)(2010·苏州模拟)质谱仪可测定同位素的组成.现有一束一价的钾39和钾41离子经电场加速后,沿着与磁场和边界均垂直的方向进入匀强磁场中,如图11所示
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(12分)(2010·苏州模拟)质谱仪可测定同位素的组成.现有一束一价的钾39和钾41离子经电场加速后,沿着与磁场和边界均垂直的方向进入匀强磁场中,如图11所示
题型:不详
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(12分)(2010·苏州模拟)质谱仪可测定同位素的组成.现有一束一价的钾39和钾41离子经电场加速后,沿着与磁场和边界均垂直的方向进入匀强磁场中,如图11所示.测试时规定加速电压大小为U
0
,但在实验过程中加速电压有较小的波动,可能偏大或偏小ΔU.为使钾39和钾41打在照相底片上的区域不重叠,ΔU不得超过多少?(不计离子的重力)
答案
U
0
解析
设加速电压为U,磁场的磁感应强度为B,电荷的电荷量为
q,质量为m,运动半径为R,则
由qU=
mv
2
,qvB=m
,
解得R=
由此式可知,在B、q、U相同时,m小的半径小,所以钾39半径小,钾41半径大;在m、B、q相同时,U大半径大.
设:钾39质量为m
1
,电压为U
0
+ΔU时,最大半径为R
1
;钾41质量为m
2
,电压为
U
0
-ΔU时,钾41最小半径为R
2
.则
R
1
=
R
2
=
令R
1
=R
2
,则m
1
(U
0
+ΔU)=m
2
(U
0
-ΔU)
解得:
ΔU=
U
0
=
U
0
=
U
0
.
举一反三
(14分)如图12所示,匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的,且宽度相等均为d,电场方向在纸平面内竖直向下,而磁场方向垂直于纸面向里,一带正电的粒子从O点以速度v
0
沿垂直电场方向进入电场,从A点出电场进入磁场,离开电场时带电粒子在电场方向的偏转位移为电场宽度的一半,当粒子从磁场右边界上C点穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致,已知d、v
0
(带电粒子重力不计),求:
(1)粒子从C点穿出磁场时的速度大小v;
(2)电场强度E和磁感应强度B的比值
.
题型:不详
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如图4所示,相距为d的水平金属板M、N的左侧有一对竖直金属板P、Q,板P上的小孔S正对板Q上的小孔O,M、N间有垂直于纸面向里的匀强磁场,在小孔S处有一带负电粒子,其重力和初速度均不计,当滑动变阻器的滑片在AB的中点时,带负电粒子恰能在M、N间做直线运动,当滑动变阻器的滑片滑到A点后 ( )
A.粒子在M、N间运动过程中,动能一定不变
B.粒子在M、N间运动过程中,动能一定增大
C.粒子在M、N间运动过程中,动能一定减小
D.以上说法都不对
题型:不详
难度:
|
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带电粒子以速度v沿CB方向射入一横截面为正方形的区域.C、B均为该正方形两边的中点,如图13所示,不计粒子的重力.当区域内有竖直方向的匀强电场E时,粒子从A点飞出,所用时间为t
1
;当区域内有垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场时,粒子也从A点飞出,所用时间为t
2
,下列说法正确的是( )
A.t
1
<t
2
B.t
1
>t
2
C.
=
v D.
=
v
题型:不详
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如图7所示,有两根和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道,上端接有可变电阻R,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度为B.一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下,经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋近于一个最大速度v
m
,则 ( )
A.如果B增大,v
m
将变大
B.如果α变大,v
m
将变大
C.如果R变大,v
m
将变大
D.如果m变小,v
m
将变大
题型:不详
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如图9所示,光滑的“∏”形金属导体框竖直放置,质量为m的金属棒MN与框架接触良好.磁感应强度分别为B
1
、B
2
的有界匀强磁场方向相反,但均垂直于框架平面,分别处在abcd和cdef区域.现从图示位置由静止释放金属棒MN,当金属棒进入磁场B
1
区域后,恰好做匀速运动.以下说法中正确的有( )
A.若B
2
=B
1
,金属棒进入B
2
区域后将加速下滑
B.若B
2
=B
1
,金属棒进入B
2
区域后仍将保持匀速下滑
C.若B
2
<B
1
,金属棒进入B
2
区域后可能先加速后匀速下滑
D.若B
2
>B
1
,金属棒进入B
2
区域后可能先减速后匀速下滑
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