質(zhì)譜儀原理如圖所示,a為粒子加速器,電壓為U1;b為速度選擇器,磁場與電場正交,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,板間距離為d;c為偏轉(zhuǎn)分離器,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2,今有一質(zhì)量為m,電量為+e的電子(不計重力),經(jīng)加速后,該粒子恰能通過速度選擇器,粒子進(jìn)入分離器后做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動.

求:(1)粒子的速度v
(2)速度選擇器的電壓U2;
(3)粒子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑R.
(1)(2)(3)

試題分析:(1)   
(2)   
(3)   
點(diǎn)評:解決本題的關(guān)鍵掌握動能定理,以及知道在速度選擇器中作勻速直線運(yùn)動,電場力與洛侖茲力平衡.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,K是粒子發(fā)生器,D1、D2、D3是三塊擋板,通過傳感器可控制它們定時開啟和關(guān)閉,D1、D2的間距為L,D2、D3的間距為
L
2
.在以O(shè)為原點(diǎn)的直角坐標(biāo)系Oxy中有一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,y軸和直線MN是它的左、右邊界,且MN平行于y軸.現(xiàn)開啟擋板D1、D3,粒子發(fā)生器僅在t=0時刻沿x軸正方向發(fā)射各種速率的粒子,D2僅在t=nT(n=0,1,2…T為已知量)時刻開啟,在t=5T時刻,再關(guān)閉擋板D3,使粒子無法進(jìn)入磁場區(qū)域.已知擋板的厚度不計,粒子帶正電,不計粒子的重力,不計粒子間的相互作用,整個裝置都放在真空中.
(1)求能夠進(jìn)入磁場區(qū)域的粒子的速度大;
(2)已知從原點(diǎn)O進(jìn)入磁場中速度最小的粒子經(jīng)過坐標(biāo)為(0,2cm)的P點(diǎn),應(yīng)將磁場邊界MN在Oxy平面內(nèi)如何平移,才能使從原點(diǎn)O進(jìn)入磁場中速度最大的粒子經(jīng)過坐標(biāo)為(3
3
cm,6cm)的Q點(diǎn)?
(3)磁場邊界MN平移后,進(jìn)入磁場中速度最大的粒子經(jīng)過Q點(diǎn).如果L=6cm,求速度最大的粒子從D1運(yùn)動到Q點(diǎn)的時間.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

質(zhì)譜儀的兩大重要組成部分是加速電場和偏轉(zhuǎn)磁場。如圖所示為質(zhì)譜儀的原理圖,設(shè)想有一個靜止的質(zhì)量為m、帶電量為q的帶電粒子(不計重力),經(jīng)電壓為U的加速電場加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的偏轉(zhuǎn)磁場中,帶電粒子打至底片上的P點(diǎn),設(shè)OP=x,則在圖中能正確反映x與U之間的函數(shù)關(guān)系的是(   )

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

回旋加速器主體部分是兩個D形金屬盒。兩金屬盒處在垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場中,并分別與高頻交流電源兩極相連接,從而使粒子每次經(jīng)過兩盒間的狹縫時都得到加速,如圖所示。在粒子質(zhì)量不變和D形盒外徑R固定的情況下,下列說法正確的是(     )
A.粒子每次在磁場中偏轉(zhuǎn)的時間隨著加速次數(shù)的增加而增大
B.粒子在電場中加速時每次獲得的能量相同
C.增大高頻交流的電壓,則可以增大粒子最后偏轉(zhuǎn)出D形盒時的動能
D.將磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小,則可以增大粒子最后偏轉(zhuǎn)出D形盒時的動能

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖是一個水平放置的玻璃圓環(huán)型小槽,槽內(nèi)光滑,槽寬度和深度處處相同,現(xiàn)將一直徑略小于槽寬的帶正電小球放在槽中,讓它受絕緣棒打擊后獲得一初速υ0,與此同時,有一變化的磁場垂直穿過玻璃環(huán)形小槽外徑所對應(yīng)的圓面積。磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小跟時間成正比。其方向豎直向下。設(shè)小球在運(yùn)動過程中電荷量不變,那么(  )
A.小球受到的向心力大小不變
B.小球受到的向心力大小不斷增加
C.磁場力對小球做了功
D.小球受到的磁場力大小與時間成正比

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

關(guān)于回旋加速器的有關(guān)說法,正確的是
A.回旋加速器是利用磁場對運(yùn)動電荷的作用使帶電粒子的速度增大的
B.回旋加速器是用電場加速的
C.回旋加速器是通過多次電場加速使帶電粒子獲得高能量的
D.帶電粒子在回旋加速器中不斷被加速,故在D形盒中做圓周運(yùn)動一周所用時間越來越小

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖是回旋加速器示意圖,其核心部分是兩個D形金屬盒,兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中,并分別與高頻電源相連。現(xiàn)分別加速氘核(q1、m1)和氦核(q2、m2)。已知q2=2q1,m2 =2m1,下列說法中正確的是(   )
A.它們的最大速度相同
B.它們的最大動能相同
C.僅增大高頻電源的電壓可增大粒子的最大動能
D.僅增大高頻電源的頻率可增大粒子的最大動能

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

下圖是質(zhì)譜儀工作原理的示意圖。帶電粒子a、b經(jīng)電壓U加速(在A點(diǎn)初速度為零)后,進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動,最后分別打在感光板S上的x1、x2處。圖中半圓形的虛線分別表示帶電粒子a、b所通過的路徑,則  
A.a(chǎn)的質(zhì)量一定大于b的質(zhì)量
B.a(chǎn)的電荷量一定大于b的電荷量
C.a(chǎn)運(yùn)動的時間大于b運(yùn)動的時間
D.a(chǎn)的比荷大于b的比荷

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,在某空間建立一坐標(biāo)xoy,其間充滿著x正方向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)E =2.0V/m和垂直xoy平面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感強(qiáng)度B=2.5T。今有一帶負(fù)電微粒質(zhì)量 kg,電量q=-5×10-7  C。在該空間恰能做勻速直線運(yùn)動。求:

(1)試分析該題中重力可否忽略不計(需通過計算說明)。
(2)該微粒運(yùn)動的速度。
(3)若該微粒飛經(jīng)y軸的某點(diǎn)M時,突然將磁場撤去而只保留電場,則微粒將再次經(jīng)過y軸的N點(diǎn),則微粒從M到N運(yùn)動的時間為多長,M、N兩點(diǎn)間的距離為多大?(圖中M、N在坐標(biāo)上未標(biāo)出)

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