某探究小組設(shè)計(jì)了一個(gè)質(zhì)譜儀，其原理如圖所示.一束電量均為，質(zhì)量不同的帶負(fù)電的粒子，經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速后進(jìn)入一速度選擇器，從點(diǎn)進(jìn)入一等腰直角三角形的有界磁場(chǎng)中，又從斜邊射出.速度選擇器中垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度為，有界磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，直角邊長(zhǎng)為，為斜邊的中點(diǎn)，兩點(diǎn)相距為.求：

（1）帶電粒子進(jìn)入有界磁場(chǎng)的速度大小.

（2）帶電粒子質(zhì)量應(yīng)滿足的條件.

（3）打在斜邊上Q點(diǎn)的帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.

 

【答案】

（1）  （2）    （3）

【解析】

試題分析：（1）設(shè)速度為，在速度選擇器中，有：    ①　�。�3分）

帶電粒子進(jìn)入有界磁場(chǎng)的速度為　　�、冢�2分）

（2）設(shè)帶電粒子質(zhì)量為，在有界磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)半徑為，

根據(jù)牛頓第二定律有；　　�、邸。�3分）

要使帶電粒子從斜邊射出，必有�、堋。�2分）

由②③④得：    �、荨　　�  （2分）

（3）根據(jù)幾何關(guān)系可得，帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為 ⑥　�。�2分）

帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期：      ⑦　�。�2分）

帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為周期：�、唷　。�2分）

考點(diǎn)：本題考查了帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、牛頓第二定律、臨界問題.

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

某探究小組設(shè)計(jì)了“用一把尺子測(cè)定斜面加速度”的實(shí)驗(yàn)方案．如圖所示，將一個(gè)小球和一個(gè)滑塊用細(xì)繩連接，跨在斜面上端．開始時(shí)小球和滑塊均靜止，剪斷細(xì)繩后，小球自由下落，滑塊沿斜面下滑做初速是零的勻加速運(yùn)動(dòng)，可先后聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音，保持小球和滑塊釋放的位置不變，調(diào)整擋板位置，重復(fù)以上操作，直到能同時(shí)聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音．用刻度尺測(cè)出小球下落的高度H、滑塊釋放點(diǎn)與擋板處的高度差h和沿斜面運(yùn)動(dòng)的位移x．（空氣阻力對(duì)本實(shí)驗(yàn)的影響可以忽略）滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的加速度與重力加速度的比值為
x
H
x
H
．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

某興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)探究小車的加速度a與小車所受拉力F及質(zhì)量m關(guān)系實(shí)驗(yàn)，圖a為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖．（所用交變電流的頻率為50Hz）
（1）圖b為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖，圖中相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為
0.51
0.51
m/s2，打C點(diǎn)時(shí)紙帶的速度大小為
0.71
0.71
m（保留二位有效數(shù)字）

（2）保持小車質(zhì)量不變，改變砂和砂桶質(zhì)量，一位同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a隨拉力F的變化圖線如圖所示．該圖線不通過(guò)原點(diǎn)，其主要原因是
沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（1）在用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，請(qǐng)完成下列問題：
①除已選有電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（包括復(fù)寫紙片）、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、、導(dǎo)線外．還應(yīng)在如下的器材中選用
BE
BE

A、電壓為4～6V的直流電源；B、電壓為4～6V的交流電源；C、220V的直流電源；D．220V的交流電源；E．毫米刻度尺；F、天平；G、秒表．
②如圖是某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶．ABCD是紙帶上四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每?jī)蓚�(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz．則：紙帶上打相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為
0.02
0.02
s．從圖中讀出A、B兩點(diǎn)間距s=
0.70
0.70
cm；C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度是
0.100
0.100
 m/s；小車運(yùn)動(dòng)的加速度是
0.200
0.200
m/s2（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．

（2）某探究小組設(shè)計(jì)了“用一把尺子測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)”的實(shí)驗(yàn)方案．如圖甲所示，將一個(gè)小球和一個(gè)滑塊用細(xì)繩連接，跨在斜面上端．開始時(shí)小球和滑塊均靜止，剪短細(xì)繩后，小球自由下落，滑塊沿斜面下滑，可先后聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音，保持小球和滑塊釋放的位置不變，調(diào)整擋板位置，重復(fù)以上操作，直到能同時(shí)聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音．用刻度尺測(cè)出小球下落的高度H、滑塊釋放點(diǎn)與擋板處的高度差h和沿斜面運(yùn)動(dòng)的位移L（空氣阻力對(duì)本實(shí)驗(yàn)的影響可以忽略）

①滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的加速度與重力加速度的比值為
L
H
L
H
．
②滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為
hH-L2
H
L2-h2
hH-L2
H
L2-h2
．
③小組成員在分析實(shí)驗(yàn)誤差的時(shí)認(rèn)為除空氣阻力外，小球的大小也會(huì)引起實(shí)驗(yàn)的誤差，因此，該小組同學(xué)用10分度的游標(biāo)尺測(cè)出其直徑，游標(biāo)尺的示數(shù)如圖乙所示，則小球的直徑為
9.7×10-3
9.7×10-3
m；他們的分析是否正確？
不正確
不正確
（只答正確與否，不說(shuō)原因）．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（1）某探究小組設(shè)計(jì)了測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)方案．
A．第一步：如圖甲所示，將一個(gè)小球和一個(gè)滑塊用細(xì)繩連接，跨在斜面上端．開始時(shí)小球和滑塊均靜止，剪斷細(xì)繩后，小球自由下落，滑塊沿斜面下滑，可先后聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音，保持小球和滑塊釋放的位置不變，調(diào)整擋板位置，重復(fù)以上操作，直到能同時(shí)聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音．用刻度尺測(cè)出小球下落的高度h塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的位移x（空氣阻力對(duì)本實(shí)驗(yàn)的影響可以忽略）
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①滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的加速度與重力加速度的比值為
 
．
B．第二步保持木板的傾角不變，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在木板靠近滑輪處，取下細(xì)繩和小球，將滑塊與紙帶相連，使其穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，然后接通電源釋放滑塊，使之從靜止開始加速運(yùn)動(dòng)，打出的紙帶如圖丙所示
②已知O、A、B、C、D、E、F相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為△t，根據(jù)紙帶求滑塊速度，當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打A點(diǎn)時(shí)滑塊速度vA=
 
，利用紙帶記錄的數(shù)據(jù)可以計(jì)算出滑塊下滑的加速度，如果計(jì)算出的加速度為a，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭
 
．

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