(16分)利用电场和磁场,可以将比荷不同的离子分开,这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用。如图所示的矩形区域ACDG(AC边足够长)中存在垂直于纸面
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(16分)利用电场和磁场,可以将比荷不同的离子分开,这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用。如图所示的矩形区域ACDG(AC边足够长)中存在垂直于纸面
题型:不详
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(16分)利用电场和磁场,可以将比荷不同的离子分开,这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用。如图所示的矩形区域ACDG(AC边足够长)中存在垂直于纸面的匀强磁场,A处有一狭缝。离子源产生的离子,经静电场加速后穿过狭缝沿垂直于GA边且垂直于磁场的方向射入磁场,运动到GA边,被相应的收集器收集。整个装置内部为真空。已知被加速的两种正离子的质量分别是
和
,电荷量均为
.加速电场的电势差为
,离子进入电场时的初速度可以忽略.不计重力,也不考虑离子间的相互作用。
(1)求质量为
的离子进入磁场时的速率
;
(2)当磁感应强度的大小为B时,求两种离子在GA边落点的间距
.
答案
(1)
(6分) (2)
(10分)
解析
试题分析:(1)加速电场对离子
做功,由动能定理:
解得:
①
(2)由牛顿第二定律和洛伦兹力公式:
,得:
,
利用①式得离子在磁场中的轨道半径分别为:
,
②
两种离子在GA上落点的间距:
③
举一反三
如图所示,两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置,导轨平面的倾角为θ,导轨的下端接有电阻。当空间没有磁场时,使ab以平行导轨平面的初速度v
0
冲上导轨平面,ab上升的最大高度为H;当空间存在垂直导轨平面的匀强磁场时,再次使ab以相同的初速度从同一位置冲上导轨平面,ab上升的最大高度为h。两次运动中导体棒ab始终与两导轨垂直且接触良好。关于上述情景,下列说法中正确的是
A.两次上升的最大高度比较,有H=h
B.两次上升的最大高度比较,有H<h
C.有磁场时,ab上升过程的最大加速度为gsinθ
D.有磁场时,ab上升过程的最小加速度为gsinθ
题型:不详
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如图所示,水平放置的旋转平台上有一质量m=2kg的小物块,物块与转轴间系有一劲度系数k=100N/m的轻质弹簧。当旋转平台转动的角速度ω在2rad/s至4rad/s之间时物块可与平台一起转动而无相对滑动,此时物块到转轴间的距离R=50cm。据此可判断平台表面__________,(选填“一定光滑”、“一定不光滑”或“光滑和不光滑均可能”);轻质弹簧的原长为________cm。
题型:不详
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有一质量为m的卫星以轨道半径为r、周期为T环绕某行星做圆轨道运动,已知引力常量为G。求:
(1)行星的质量M;
(2)作用于卫星上的引力F;
(3)若行星的半径是卫星轨道半径的
,行星表面的重力加速度g是多大?
题型:不详
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带负电的小物体A放在倾角为θ(sinθ=0.6)的绝缘斜面上,整个斜面处于范围足够大、方向水平向右的匀强电场中,如图所示。物体A的质量为m、电量为-q,与斜面间的动摩擦因数为μ,它在电场中受到的电场力的大小等于重力的一半。物体A在斜面上由静止开始下滑,经时间t后突然在斜面区域加上范围足够大的匀强磁场,磁场方向与电场强度方向垂直,磁感应强度大小为B,此后物体A沿斜面继续下滑距离L后离开斜面。重力加速度为g。求:
(1)物体A在斜面上的运动情况?说明理由。
(2)加磁场前A沿斜面运动的距离为多少?
(3)物体A在斜面上运动过程中有多少能量转化为内能?(结果用字母表示)
题型:不详
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如图所示:质量为m的木块与质量为M的长木板一起以初速度v在地面上滑行,仅在摩擦力作用下做匀减速直线运动,滑行过程中二者始终相对静止,长木板与地面间动摩擦因数为
,木块与长木板间动摩擦因数为
,则滑行过程中木块受到的摩擦力一定为( )
A.μ
1
(m+M)g
B.μ
2
mg
C.μ
1
mg
D.μ
1
mg+μ
2
Mg
题型:不详
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