【題目】某質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示，帶電粒子被加速電場加速后，進入速度選擇器．速度選擇器內(nèi)有相互正交的勻強磁場和勻強電場，磁場的磁感應強度大小可在0.1B0﹣B0范圍內(nèi)變化，電場強度可在E0﹣10E0范圍內(nèi)變化，平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片，平板S下方有磁感應強度為B1的勻強磁場，求：

（1）通過速度選擇器的粒子的最大速度；
（2）若某粒子以最大速度通過速度選擇器進入磁場B1中，做圓周運動的直徑為D，則該粒子的比荷 為多少？

【答案】
（1）解：粒子通過有相互正交的勻強磁場和勻強電場的速度選擇器，只有洛倫茲力與電場力相互抵消，粒子才能不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，做勻速直線運動通過狹縫，所以有，qE=Bvq；

所以， ，

所以，當E=10E0，B=0.1B0時，通過速度選擇器的粒子取得最大速度為：

；

答：通過速度選擇器的粒子的最大速度為 ；


（2）解：粒子以最大速度通過速度選擇器進入磁場B1中，洛倫茲力作為向心力，所以有：

又有圓周運動的直徑為D，所以，該粒子的比荷為：

．

答：若某粒子以最大速度通過速度選擇器進入磁場B1中，做圓周運動的直徑為D，則該粒子的比荷為 ．


【解析】帶電粒子經(jīng)加速后進入速度選擇器，速度為粒子可通過選擇器然后進入B0，打在S板的不同位置．質(zhì)譜儀工作原理應采取分段分析的方法，即粒子加速階段，速度選擇階段，在磁場中運動階段．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法中正確是（　�。�
A.氣體對容器壁有壓強是氣體分子對容器壁頻繁碰撞的結(jié)果
B.物體溫度升高，組成物體的所有分子速率均增大
C.一定質(zhì)量的理想氣體等壓膨脹過程中氣體一定從外界吸收熱量
D.自然發(fā)生的熱傳遞過程是向著分子熱運動無序性增大的方向進行的
E.飽和汽壓與分子密度有關(guān)，與溫度無關(guān)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為4：1，電壓表和電流表均為理想電表，原線圈接如圖乙所示的正弦交流電，圖中Rt為熱敏電阻，R為定值電阻．下列說法正確的是（ ）

A.副線圈兩端電壓的瞬時值表達式為u′=9 sin50πt（V）
B.t=0.02s時電壓表V2的示數(shù)為9V
C.變壓器原、副線圈中的電流之比和輸入、輸出功率之比均為1：4
D.Rt處溫度升高時，電流表的示數(shù)變大，電壓表V2的示數(shù)不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】伽利略對“自由落體運動”和“運動和力的關(guān)系”的研究，開創(chuàng)了科學實驗和邏輯推理相結(jié)合的重要科學研究方法．圖1、圖2分別表示這兩項研究中實驗和邏輯推理的過程，對這兩項研究，下列說法正確的是（　�。�

A. 圖1通過對自由落體運動的研究，合理外推得出小球在斜面上做勻變速運動

B. 圖1中先在傾角較小的斜面上進行實驗，可“沖淡”重力，使時間測量更容易

C. 圖2中完全沒有摩擦阻力的斜面是實際存在的，實驗可實際完成

D. 圖2的實驗為“理想實驗”，通過邏輯推理得出物體的運動需要力來維持

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】“研究共點力的合成”的實驗情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細繩的結(jié)點，OB和OC為細繩，圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖示．

（1）圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是 ．

（2）本實驗采用的科學方法是

A．理想實驗法 B．等效替代法

C．控制變量法 D．建立物理模型法

（3）實驗中可減小誤差的措施有

A．兩個分力F1、F2的大小要越大越好

B．兩個分力F1、F2間夾角應越大越好

C．拉橡皮筋時，彈簧秤、橡皮條、細繩應貼近木板且與木板平面平行

D．AO間距離要適當，將橡皮筋拉至結(jié)點O時，拉力要適當大些．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，發(fā)電機的輸出電壓U1和輸電線的電阻r均不變，變壓器均為理想變壓器．隨夏季來臨，空調(diào)、冷風機等大功率電器使用增多，下列說法中正確的（ ）

A.變壓器的輸出電壓U2增大，且U2＞U1
B.變壓器的輸出電壓U4增大，且U4＜U3
C.輸電線損耗的功率增大
D.輸電線損耗的功率不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量M=2.0kg的薄木板靜止在水平桌面上，薄木板上放有質(zhì)量m=1.0kg的小鐵塊（可視為質(zhì)點），它離木板左端的距離為L=0.25m，鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．現(xiàn)用一水平向右的拉力作用在木板上，使木板和鐵塊由靜止開始運動，g取10m/s2．

(1)若桌面光滑，拉力大小恒為F1=4.8N，求小鐵塊運動的加速度大��；

(2)若木板以4.0m/s2的加速度從鐵塊下抽出，求抽出過程所經(jīng)歷的時間t；

(3)若桌面與薄木板間的動摩擦因數(shù)也為μ，則拉力F2的大小滿足什么條件才能將木板從鐵塊下抽出？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，拿一個長約1.5 m的玻璃筒，一端封閉，另一端有開關(guān)，把金屬片和小羽毛放到玻璃筒里．把玻璃筒倒立過來，觀察它們下落的情況，然后把玻璃筒里的空氣抽出，再把玻璃筒倒立過來，再次觀察它們下落的情況，下列說法正確的是(　　)

A. 玻璃筒充滿空氣時，金屬片和小羽毛下落一樣快

B. 玻璃筒充滿空氣時，金屬片和小羽毛均做自由落體運動

C. 玻璃筒抽出空氣后，金屬片和小羽毛下落一樣快

D. 玻璃筒抽出空氣后，金屬片比小羽毛下落快

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】氣墊導軌上有很多小孔，氣泵送來的壓縮空氣從小孔噴出，使得滑塊與導軌之間有一層薄薄的空氣，兩者不會直接接觸。這樣，滑塊運動時受到的阻力很小，可忽略不計。為測定氣墊導軌上滑塊的加速度，滑塊上安裝了寬度為3.0cm的遮光條，如圖所示�；瑝K在傾斜的氣墊導軌頂端由靜止釋放，先后通過兩個光電門，配套的數(shù)字計時器記錄了遮光條通過第一個光電門的時間t1＝0.015s，通過第二個光電門的時間t2＝0.010s，遮光條從開始遮住第一個光電門到開始遮住第二個光電門的時間t＝0.200s。

(1)求滑塊的加速度大��；

(2)若使滑塊以3.2m/s的初速度由氣墊導軌的底端出發(fā)向上運動，請通過計算分析說明滑塊是否能到達1.5m長的氣墊導軌的頂端。

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