如圖所示為一質(zhì)譜儀的構(gòu)造原理示意圖,整個裝置處于真空環(huán)境中,離子源N可釋放出質(zhì)量均為m、電荷量均為q(q>0)的離子.離子的初速度很小,可忽略不計.離子經(jīng)S1、S2間電壓為U的電場加速后,從狹縫S3進入磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于紙面向外的勻強磁場中,沿著半圓運動到照相底片上的P點處,測得P到S3的距離為x.求:

(1)離子經(jīng)電壓為U的電場加速后的速度v;
(2)離子的比荷(q/m)
(1) (2)
(1)離子經(jīng)S1、S2間電壓為U的電場加速,根據(jù)動能定理
                                                        
所以                     ①                    
(2)設(shè)離子進入磁場后做勻速圓周運動速率為v,半徑為R.
洛倫茲力提供向心力        ②                     
又因   R=x     ③                                      
聯(lián)立①②③,解得             
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:單選題

回旋加速器在核科學(xué)、核技術(shù)、核醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,有力地推動了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展.回旋加速器的工作原理如圖所示,置于高真空中的D形金屬盒半徑為R,兩盒間的狹縫很小,帶電粒子穿過的時間可以忽略不計。磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與盒面垂直。A處粒子源產(chǎn)生的粒子,質(zhì)量為m、電荷量為+q ,在加速器中被加速,設(shè)粒子初速度為零,加速電壓為U ,加速過程中不考慮重力作用和相對論效應(yīng)。下列說法正確的是
A.粒子在回旋加速器中運動時,隨軌道半徑r的增大,盒中相鄰軌道的半徑之差減小
B.粒子從靜止開始加速到出口處所需的時間約為
C.粒子能獲得的最大動能跟加速器磁感應(yīng)強度無關(guān)
D.加速電壓越大粒子能獲得的最大動能越大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

回旋加速器是利用較低電壓的高頻電源,使粒子經(jīng)多次加速獲得巨大速度的一種儀器,工作原理如圖。下列說法正確的是(   )
A.粒子在磁場中做勻速圓周運動
B.粒子由A0運動到A1比粒子由A2運動到A3所用時間少
C.粒子的軌道半徑與它被電場加速的次數(shù)成正比
D.粒子的運動周期和運動速率成正比

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器,其原理如圖所示.這臺加速器由兩個銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成,其間留有空隙,下列說法正確的是(   )
A.電場用來加速帶電粒子,磁場則使帶電粒子回旋
B.電場和磁場同時用來加速帶電粒子
C.在交流電壓一定的條件下,回旋加速器的半徑越大,則帶電粒子獲得的動能越大
D.同一帶電粒子獲得的最大動能只與交流電壓的大小有關(guān),而與交流電壓的頻率無關(guān)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖所示,離子源S產(chǎn)生質(zhì)量為m,電荷量為q的離子,離子產(chǎn)生出來的速度很小,要以看做速度為0,產(chǎn)生的離子經(jīng)過電壓U加速后,進入磁感強度為B的一勻強磁場,沿著半圓周運動到達P點,測得P點到入口處S1的距離為L,則 N極板為________極板,此離子荷質(zhì)比=_____________.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

兩個相同的回旋加速器,分別接在加速電壓U1U2的高頻電源上,且 U1>U2,有兩個相同的帶電粒子分別在這兩個加速器中運動,設(shè)兩個粒子在加速器中運動的時間分別為t1t2,獲得的最大動能分別為Ek1Ek2,則(   )
A.t1<t2 ,Ek1 >Ek2B.t1=t2 , Ek1<Ek2
C.t1> t2 ,Ek1=Ek2D.t1<t2 ,Ek1=Ek2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

質(zhì)譜儀是測量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具,如圖為質(zhì)譜儀原理示意圖.現(xiàn)利用這種質(zhì)譜議對氫元素進行測量.氫元素的各種同位素從容器A下方的小孔S無初速度飄入電勢差為U的加速電場,加速后垂直進入磁感強度為B的勻強磁場中.氫的三種同位素氕、氘、氚的電量之比為1:1:1,質(zhì)量之比為1:2:3,它們最后打在照相底片D上,形成a、b、c三條“質(zhì)譜線”. 關(guān)于三種同位素進入磁場時速度的排列順序和a、b、c三條“質(zhì)譜線” 的排列順序,下列判斷正確的是           。
A.進入磁場時速度從大到小排列的順序是氚、氘、氕
B.進入磁場時速度從大到小排列的順序是氘、氚、氕
C.a(chǎn)、b、c三條質(zhì)譜線依次排列的順序是氘、氚、氕
D.a(chǎn)、b、c三條質(zhì)譜線依次排列的順序是氚、氘、氕

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示是一個回旋加速器的示意圖,其中兩個半圓形金屬盒內(nèi)有方向垂直于紙面,磁感強度為B的勻強磁場,兩金屬盒分別接到交變電源的兩極上,在兩盒間的狹縫處形成交變的電場.質(zhì)量為m、電量為q的帶電粒子從下面盒的中心O點進入,進入時的初速可以忽略,經(jīng)兩盒間狹縫處的電場加速后進入上面盒內(nèi),在磁場中做圓周運動,當它回到狹縫處時,電場恰好反向,再次對粒子加速,進入下面磁場中,從c1處再進入電場中加速,以后則重復(fù)前面的過程,并且每次電場對粒子做的功都是W.圖中c2、c3、……是后面各次從下面磁場中射出時的位置.

(1)求Oc1的距離.
(2)n為多大時,cncn+1小于或等于Oc1的一半?
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖,兩根長直導(dǎo)線豎直平行固定放置,且與水平放置的光滑絕緣桿MN分別交于c、d兩點,點o是cd的中點,桿MN上a、b兩點關(guān)于o點對稱.兩導(dǎo)線均通有大小相等、方向向上的電流,已知長直導(dǎo)線在在周圍某點產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度與電流成正比、與該點到導(dǎo)線的距離成反比.一帶正電的小球穿在桿上,以初速度v0從a點出發(fā)沿桿運動到b點.在a、b、o三點桿對小球的支持力大小分別為Fa、Fb、Fo.下列說法可能正確的是( 。
A.Fa>Fo
B.Fb>Fa
C.小球一直做勻速直線運動
D.小球先做加速運動后做減速運動

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