【題目】如圖所示,半徑為R的絕緣圓筒中有沿軸線方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。從離子源產(chǎn)生的甲、乙兩種正離子,經(jīng)加速電壓加速后從M點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)射入勻強(qiáng)磁場(chǎng),正離子與筒壁的碰撞是彈性碰撞(碰撞時(shí)無(wú)能量和電荷量損失),最終都從M點(diǎn)射出磁場(chǎng)。已知甲離子的質(zhì)量為m,電荷量為q, 與筒壁碰撞了2次;乙離子與筒壁碰撞了3次。不計(jì)離子的重力和相互作用,正離子由離子源飛出時(shí)的速度可忽略不計(jì)。求:

1)甲、乙離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比;

2)加速電壓U與磁感應(yīng)強(qiáng)度B之間滿足的關(guān)系式和乙離子的比荷。

【答案】(1)(2)

【解析】

1)甲離子與筒壁碰撞了2次,其軌跡把圓筒三等分,如圖所示,根據(jù)幾何關(guān)系得

tan60°=

同理可得乙離子的軌跡半徑應(yīng)滿足

tan45°=

所以甲、乙離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為

2)設(shè)加速電壓為U,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,對(duì)甲離子利用動(dòng)能定理得

qU=

根據(jù)牛頓第二定律得

解得

同理,對(duì)乙離子利用動(dòng)能定理得

q2U=

根據(jù)牛頓第二定律得

解得

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:

【題目】關(guān)于人造衛(wèi)星和宇宙飛船,下列說(shuō)法正確的是( 。

A.一艘繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的宇宙飛船,宇航員從艙內(nèi)慢慢走出,并離開(kāi)飛船,飛船因質(zhì)量減小,所受到的萬(wàn)有引力減小,故飛行速度減小

B.兩顆人造衛(wèi)星,只要它們?cè)趫A形軌道的運(yùn)行速度相等,不管它們的質(zhì)量、形狀差別有多大,它們的運(yùn)行速度相等,周期也相等

C.原來(lái)在同一軌道上沿同一方向運(yùn)轉(zhuǎn)的人造衛(wèi)星一前一后,若要后一個(gè)衛(wèi)星追上前一個(gè)衛(wèi)星并發(fā)生碰撞,只要將后面一個(gè)衛(wèi)星速率增大一些即可

D.關(guān)于航天飛機(jī)與空間站對(duì)接問(wèn)題,先讓航天飛機(jī)進(jìn)入較低的軌道,然后再對(duì)其進(jìn)行加速,即可實(shí)現(xiàn)對(duì)接

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,某同學(xué)站在一彈性木板的中央,當(dāng)靜止時(shí)木板被壓彎,則下列說(shuō)法中正確的是

A. 木板受到人的壓力是因?yàn)槟景宓男巫儺a(chǎn)生的

B. 木板對(duì)人的支持力與人對(duì)木板的壓力大小相等

C. 人對(duì)木板的壓力與人的重力是一對(duì)平衡力

D. 如果某時(shí)刻該同學(xué)突然下蹲,在下蹲開(kāi)始階段木板的彎曲程度將增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,用細(xì)繩懸掛一條形磁體在豎直平面內(nèi),由500匝導(dǎo)線構(gòu)成的閉合線圈,總電阻為R,在外力的作用下先后兩次以不同的速度勻速?gòu)奈恢?/span>I豎直向下穿越條形磁體運(yùn)動(dòng)到位置II,前后兩次所用時(shí)間為t1t2= 1: 2。則

A.前后兩次線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小之比i1i2=21

B.前后兩次線圈中通過(guò)的電荷量之比q1q2= 11

C.前后兩次線圈中產(chǎn)生的電熱之比Q1Q2= 21

D.前后兩次條形磁體對(duì)線圈做功的功率之比P1P2=l2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,波源在O點(diǎn),圖甲為t=0時(shí)刻的波形圖,簡(jiǎn)諧波恰好傳到Q點(diǎn),圖乙為某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像。則下列說(shuō)法中正確的是

A.該簡(jiǎn)諧波的傳播速度為40m/s

B.圖乙是質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象

C.該簡(jiǎn)諧波可以發(fā)生偏振現(xiàn)象

D.某觀察者向x軸正方向運(yùn)動(dòng)時(shí),他接收到該波的頻率大于5Hz

E.經(jīng)過(guò)t= 0.25s,x= 12 m處的質(zhì)點(diǎn)第一次達(dá)到波峰

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,傾角為37°的粗糙斜面AB底端與半徑R=0.4m的光滑半圓軌道BC平滑相連,O點(diǎn)為軌道圓心,BC為圓軌道直徑且處于豎直方向,A、C兩點(diǎn)等高.質(zhì)量m=1kg的滑塊從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑,恰能滑到與O點(diǎn)等高的D點(diǎn),g10m/s2

(1)求滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;

(2)若使滑塊能到達(dá)C點(diǎn),求滑塊從A點(diǎn)沿斜面滑下時(shí)的初速度v0的最小值;

(3)若滑塊離開(kāi)C點(diǎn)的速度大小為10m/s,求滑塊從C點(diǎn)飛出至落到斜面上所經(jīng)歷的時(shí)間t。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】重慶地區(qū)冬天的早上經(jīng)常有霧,能見(jiàn)度不足60m,若小汽車在剎車時(shí)與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.4,司機(jī)遇緊急情況時(shí)反應(yīng)時(shí)間約為t=0.5s,在此天氣條件下,為保證行車安全,小汽車應(yīng)控制的最大車速約為約為(g10m/s2

A.90 km/hB.70 km/h

C.50 km/hD.30 km/h

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】(多選)如圖所示,MN是一負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線.一個(gè)帶正電的粒子(不計(jì)重力)ab穿越這條電場(chǎng)線的軌跡如圖中虛線所示.下列結(jié)論正確的是(  )

A. 帶電粒子從ab過(guò)程中動(dòng)能逐漸減小

B. 負(fù)點(diǎn)電荷一定位于M點(diǎn)左側(cè)

C. 帶電粒子在a點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能

D. 帶電粒子在a點(diǎn)的加速度小于在b點(diǎn)的加速度

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖如圖中實(shí)線所示,t=時(shí)的波形圖如圖中虛線所示,若波傳播的速度v=8m/s,下列說(shuō)法正確的是(

A. 這列波的周期為0.4s

B. 這列波沿x軸負(fù)方向傳播

C. t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)

D. t=0時(shí)刻開(kāi)始質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)0.25s通過(guò)的路程為0.4m

E. x=2m處的質(zhì)點(diǎn)的位移表達(dá)式為

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