一种称为“质量分析器”的装置如图所示。A表示发射带电粒子的离子源,发射的粒子在加速管B中加速,获得一定速率后于C处进入圆形细弯管(四分之一圆弧),在磁场力作用下
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一种称为“质量分析器”的装置如图所示。A表示发射带电粒子的离子源,发射的粒子在加速管B中加速,获得一定速率后于C处进入圆形细弯管(四分之一圆弧),在磁场力作用下
题型:不详
难度:
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一种称为“质量分析器”的装置如图所示。A表示发射带电粒子的离子源,发射的粒子在加速管B中加速,获得一定速率后于C处进入圆形细弯管(四分之一圆弧),在磁场力作用下发生偏转,然后进入漂移管道D。若粒子质量不同、或电量不同、或速率不同,在一定磁场中的偏转程度也不同。如果偏转管道中心轴线的半径一定,磁场的磁感应强度一定,粒子的电荷和速率一定,则只有一定质量的粒子能自漂移管道D中引出。已知带有正电荷
q
=1.6×10
-19
的磷离子质量为
m
=51.1×10
-27
kg,初速率可认为是零,经加速管B加速后速率为
v
=7.9×10
5
m/s。求(都保留一位有效数字):
⑴加速管B两端的加速电压应为多大?
⑵若圆形弯管中心轴线的半径R=0.28m,为了使磷离子自漂移管道引出,则图中虚线所围正方形区域内应加磁感应强度为多大的匀强磁场?
答案
⑴
⑵
解析
⑴解:对带电粒子在加速过程中应用动能定理:
…………………………⑴
解得:
V……………………⑵
⑵对磷离子做匀速圆周运动应用牛顿定律:
…………………………⑶
解得:
…………………⑷
评分标准:⑴⑶每式5分,(3)式2 分⑷式1分
举一反三
如图所示,空间存在水平向右的匀强电场
E
和垂直纸面向外的匀强磁场
B
,一个质量为
m
、带电荷量为+
q
的小球套在不光滑的足够长的竖直绝缘杆上,从静止开始下滑。已知滑动摩擦系数为
μ
.
(1)求下滑过程中小球具有的最大加速度
a
m
,并求此时的速度
v
?
(2)求下滑过程中小球具有的最大速度
v
m
?
题型:不详
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水平放置的平行板电容器与一电池相连,在电容器的两板间有一带电质点处于静止状态,现将电容器两板间的距离增大,则
A.电容变大
B.电容变小
C.质点保持静止
D.质点向下运动
题型:不详
难度:
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如图所示,带电平行金属板相互正对水平放置,两板间存在着水平方向的匀强磁场。带电液滴
a
沿垂直于电场和磁场的方向进入板间后恰好沿水平方向做直线运动,在它正前方有一个静止在小绝缘支架上不带电的液滴
b
。带电液滴
a
与液滴
b
发生正碰,在极短的时间内复合在一起形成带电液滴
c
,若不计支架对液滴
c
沿水平方向的作用力,则液滴离开支架后 ( )
A.液滴一定带正电
B.一定做直线运动
C.一定做匀速圆周运动
D.一定做匀变速曲线运动
题型:不详
难度:
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如图,一倾斜的金属框架上放有一根金属棒,由于摩擦力的作用,金属棒在没有磁场时处于静止状态。从
时刻开始,给框架区域加一个垂直于框架平面斜向上的随时间均匀增强的匀强磁场,到时刻
,棒开始运动,在
到
这段时间内,金属棒所受的摩擦力
A.大小、方向均不变
B.方向不变,大小不断减小
C.方向改变,大小先减小后增大
D.方向改变,大小先增大后减小
题型:不详
难度:
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如图所示,在
轴上方有一匀强电场,场强大小为
,方向竖直向下。在
轴下方有一匀强磁场,磁感应强度为
,方向垂直于纸面向里。在
轴上有一点
,离原点距离为
。现有一带电量为
,质量为
的粒子,不计重力,从
区间某点由静止开始释放后,能经过
点。试求:
(1)释放瞬间粒子的加速度;
(2)释放点的坐标
应满足的关系式?
题型:不详
难度:
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