飛行時(shí)間質(zhì)譜儀可通過(guò)測(cè)量離子飛行時(shí)間得到離子的比荷q/m，如圖1。帶正電的離子經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后進(jìn)入長(zhǎng)度為L(zhǎng)的真空管AB，可測(cè)得離子飛越AB所用時(shí)間t1。改進(jìn)以上方法，如圖2，讓離子飛越AB后進(jìn)入場(chǎng)強(qiáng)為E（方向如圖）的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域BC，在電場(chǎng)的作用下離子返回B端，此時(shí)，測(cè)得離子從A出發(fā)后返回B端飛行的總時(shí)間為t2（不計(jì)離子重力）。
（1）忽略離子源中離子的初速度用t1計(jì)算荷質(zhì)比。
（2）離子源中相同比荷的離子由靜止開始可經(jīng)不同的加速電壓加速，設(shè)兩個(gè)比荷都為q/m的離子分別經(jīng)加速電壓U1、U2加速后進(jìn)入真空管，在改進(jìn)后的方法中，它們從A出發(fā)后返回B端飛行的總時(shí)間通常不同，存在時(shí)間差Δt，可通過(guò)調(diào)節(jié)電場(chǎng)E使Δt＝0。求此時(shí)E的大小。
（1）（2）

試題分析：（1）設(shè)離子帶電量為q，質(zhì)量為m，經(jīng)電場(chǎng)加速后的速度為v，則2 …（2分）
離子飛越真空管，在AB做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則L＝vt1…（2分）解得荷質(zhì)比：…（1分）
（2）兩離子加速后的速度分別為v1、v2，則、，…（2分）
離子在勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域BC中做往返運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a，則qE＝ma…（1分），
兩離子從A出發(fā)后返回B端飛行的總時(shí)間為…（1分）、t2＝＋…（1分）
t1－t2＝，要使Δt＝0，則須 解得：…（2分）
點(diǎn)評(píng)：帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)所遵循的規(guī)律和力學(xué)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同，故學(xué)好力學(xué)是學(xué)習(xí)電學(xué)的基礎(chǔ)．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示，甲圖是用來(lái)使帶正電的離子加速和偏轉(zhuǎn)的裝置．乙圖為該裝置中加速與偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的等效模擬．以y軸為界，左側(cè)為沿x軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E；右側(cè)為沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。已知OA⊥AB，OA＝AB，且OB間的電勢(shì)差為U0。若在x軸的C點(diǎn)無(wú)初速地釋放一個(gè)電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子(不計(jì)重力)，結(jié)果正離子剛好通過(guò)B點(diǎn)．求：

(1)CO間的距離d；
(2)粒子通過(guò)B點(diǎn)的速度大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，直線MN是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線（方向未畫出）。虛線是一帶電的粒子只在電場(chǎng)力的作用下，由a運(yùn)動(dòng)到b的運(yùn)動(dòng)軌跡，軌跡為一拋物線。下列判斷正確的是
A．電場(chǎng)線MN的方向一定是由N指向M
B．帶電粒子由a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中動(dòng)能一定增加
C．帶電粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能
D．帶電粒子在a點(diǎn)的加速度一定大于在b點(diǎn)的加速度

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)(L=ab=dc)高為H(H=bc=ad)的矩形區(qū)域abcd內(nèi)存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)。電量為q、初動(dòng)能為Ek的帶電粒子從a點(diǎn)沿ab方向進(jìn)入電場(chǎng)，不計(jì)重力。若粒子從c點(diǎn)離開電場(chǎng)，求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E和粒子離開電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示,PQ、MN兩極板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng),兩極板間電勢(shì)差為U、間距為d,MN極板右側(cè)虛線區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng).現(xiàn)有一初速度為零、帶電量為q、質(zhì)量為m的離子從PQ極板出發(fā),經(jīng)電場(chǎng)加速后,從MN上的小孔A垂直進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域,并從C點(diǎn)垂直于虛線邊界射出.求:
(1)離子從小孔A射出時(shí)速度v0；
(2)離子帶正電還是負(fù)電？C點(diǎn)離MN板的距離？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，在兩平行金屬板的中線OO′某處放置一個(gè)粒子源，粒子沿OO1方向連續(xù)不斷地放出速度的帶正電的粒子。在直線MN的右側(cè)分布有范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.01T，方向垂直紙面向里，MN與中線OO′垂直。兩平行金屬板間的電壓U隨時(shí)間變化的U—t圖線如圖乙所示。已知帶電粒子的荷質(zhì)比，粒子的重力和粒子之間的作用力均可忽略不計(jì)，若時(shí)刻粒子源放出的粒子恰能從平行金屬板邊緣離開電場(chǎng)（設(shè)在每個(gè)粒子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域的時(shí)間內(nèi)，可以把板間的電場(chǎng)看作是恒定的）。求：

（1）時(shí)刻粒子源放出的粒子離開電場(chǎng)時(shí)的速度大小和方向。
（2）從粒子源放出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間和最長(zhǎng)時(shí)間。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

(10分)從粒子源射出的帶電粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q，它以速度v0經(jīng)過(guò)電勢(shì)差為U的帶窄縫的平行板電極S1和S2間的電場(chǎng)，并從O點(diǎn)沿Ox方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，Ox垂直平行板電極S2，當(dāng)粒子從P點(diǎn)離開磁場(chǎng)時(shí)，其速度方向與Ox方向的夾角θ＝60°，如圖8－2－20所示，整個(gè)裝置處于真空中．

(1)求粒子在磁場(chǎng)中沿圓弧運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R；
(2)求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間t.

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

在一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)中有a、b兩點(diǎn)，相距為d，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，把一個(gè)電量為q的負(fù)電荷由a移到b點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功W，以下說(shuō)法正確的是（    ）
A．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)電勢(shì)低B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)電勢(shì)差大小為U=Ed
C．a(chǎn)、b兩點(diǎn)電勢(shì)差大小為D．該電荷在b點(diǎn)電勢(shì)能較在a點(diǎn)大

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖，M、N為兩塊水平放置的平行金屬極板，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，在兩極板間加一垂直極板方向的場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)。設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的離子以速度v0從左邊 O’點(diǎn)射入，入射方向跟極板平行，設(shè)離子能從右邊緣射出。不計(jì)離子重力，求
（1）離子在極板間運(yùn)動(dòng)的加速度a的大��？
（2）離子從O’點(diǎn)射入到射出平行金屬板的時(shí)間t？
（3）離子離開電場(chǎng)時(shí)的側(cè)移距離y？

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