【題目】有一種雙聚焦分析器質(zhì)譜儀,工作原理如圖所示其中加速電場(chǎng)的電壓為U,靜電分析器中有會(huì)聚電場(chǎng),即與圓心等距的各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同,方向沿徑向指向圓心磁分析器中以為圓心、圓心角為的扇形區(qū)域內(nèi),分布著方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其左邊界與靜電分析器的右邊界平行由離子源發(fā)出一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子初速度為零,重力不計(jì),經(jīng)加速電場(chǎng)加速后,從M點(diǎn)沿垂直于該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向進(jìn)入靜電分析器,在靜電分析器中,離子沿半徑為R的四分之一圓弧軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng),并從N點(diǎn)射出靜電分析器而后離子由P點(diǎn)垂直于磁分析器的左邊界且垂直于磁場(chǎng)方向射入磁分析器中,最后離子垂直于磁分析器下邊界從Q點(diǎn)射出,并進(jìn)入收集器測(cè)量出Q點(diǎn)與圓心的距離為位于Q點(diǎn)正下方的收集器入口離Q點(diǎn)的距離為題中的U、mq、Rd都為已知量

求靜電分析器中離子運(yùn)動(dòng)軌跡處電場(chǎng)強(qiáng)度E的大;

求磁分析器中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向;

現(xiàn)將離子換成質(zhì)量為4m,電荷量仍為q的另一種正離子,其它條件不變磁分析器空間足夠大,離子不會(huì)從圓弧邊界射出,收集器的位置可以沿水平方向左右移動(dòng),要使此時(shí)射出磁分析器的離子仍能進(jìn)入收集器,求收集器水平移動(dòng)的距離.

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

試題(1)離子經(jīng)電場(chǎng)直線加速,由動(dòng)能定理:

離子在靜電分析器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律,有:

聯(lián)立解得:

2)離子在磁分析器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律,有:

由題意可知,圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑:

解得:

3)另一正離子經(jīng)電場(chǎng)加速后的速度

可得磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為

水平向右移動(dòng)的距離為

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,長(zhǎng)為L的輕桿,一端固定一個(gè)小球,另一端固定在光滑的水平軸上,使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。關(guān)于小球過最高點(diǎn)的速度V,下列說法中正確的是

A. V的最小值為

B. V由零逐漸增大到時(shí),桿對(duì)球的彈力逐漸增大

C. V逐漸增大時(shí),桿對(duì)球的彈力逐漸減小

D. 是球所受彈力方向發(fā)生變化的臨界速度

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】從高度為125m的塔頂,先后落下a、b兩球,自由釋放這兩個(gè)球的時(shí)間差為1s,則以下判斷正確的是(g10m/s2,不計(jì)空氣阻力)( )

A. a球接觸地面瞬間,b球離地高度為45m

B. b球下落高度為20m時(shí),a球的速度大小為20m/s

C. a球接觸地面之前,兩球的速度差恒定

D. a球接觸地面之前,兩球離地的高度差恒定

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,一個(gè)小物塊由靜止開始分別沿坡度不同的光滑斜面AB滑下,最后都停在水平面BC上,斜面和水平面平滑連接,下列說法正確的是

A. 小物塊沿斜面下滑的時(shí)間一定比斜面AB下滑的時(shí)間長(zhǎng)

B. 小物塊沿斜面下滑的時(shí)間一定比斜面AB下滑的時(shí)間短

C. 小物塊沿斜面下滑的末速度沿比斜面AB下滑的末速度大

D. 小物塊沿斜面下滑的末速度沿比斜面AB下滑的末速度小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m,電荷量+q的帶電微粒(重力忽略不計(jì)),從靜止開始經(jīng)電壓加速后,水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中,金屬板長(zhǎng)L,兩板間距d。微粒射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角θ=30°,接著進(jìn)入一個(gè)方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū),求:

(1)微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度;

(2)兩金屬板間的電壓 ;

(3)若該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為D,微粒剛好不從磁場(chǎng)右邊射出,求該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】2016127日是我國發(fā)射悟空探測(cè)衛(wèi)星一周年的日子,該衛(wèi)星的發(fā)射為人類對(duì)暗物質(zhì)的研究做出了重大貢獻(xiàn)。假設(shè)兩顆質(zhì)量相等的星球繞其球心連線中心轉(zhuǎn)動(dòng),理論計(jì)算的周期與實(shí)際觀測(cè)的周期有出入,且,科學(xué)家推測(cè),在以兩星球球心連線為直徑的球體空間中均勻分布著暗物質(zhì),設(shè)兩星球球心連線長(zhǎng)度為L,質(zhì)量均為m,據(jù)此推測(cè),暗物質(zhì)的質(zhì)量為(

A. (n-1)m B. C. D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示是一個(gè)物體做直線運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象,概據(jù)圖象回答下面的同題:

(1) 質(zhì)點(diǎn)在0-4s內(nèi)、4-8s內(nèi)、8-10s內(nèi)、10-12內(nèi)各段過程中做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)? (說明運(yùn)動(dòng)方向)

(2) 0-4s內(nèi)、4-8s內(nèi)、8-10s內(nèi)、10-12s 內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的加速度各是多少?

(3) 哪段時(shí)間速度變化最快?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】電動(dòng)車始終以的速度勻速行駛在平直公路上,當(dāng)他通過紅綠燈與等待綠燈的小轎車并列時(shí),恰好綠燈亮起,此時(shí)小轎車從靜止開始,以大小為2的加速度勻加速直線行駛,其速度圖象如右圖所示,求:

1)小轎車起步后經(jīng)歷多長(zhǎng)時(shí)間與電電車速度相同?此時(shí)二者相距多

2)從綠燈亮起到小轎車追上動(dòng)電車的時(shí)間是多少,此時(shí)小轎車的速度大小為多少?

3)轎車追上電動(dòng)車前,何時(shí)二者之間的距離最大,最大距離是多少?此時(shí)二者的車速各是多大?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示是三個(gè)質(zhì)點(diǎn)A、B、C的軌跡,三個(gè)質(zhì)點(diǎn)同時(shí)從N點(diǎn)出發(fā),同時(shí)到達(dá)M點(diǎn),下列說法正確的是( )

A.三質(zhì)點(diǎn)從N到M的平均速度相同

B.三質(zhì)點(diǎn)從N到M的平均速率相同

C.到達(dá)M點(diǎn)時(shí)A的瞬時(shí)速率最大

D.從N到M的過程中,A的平均速率最大

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案