【題目】質(zhì)譜儀最初由湯姆孫的學(xué)生阿斯頓設(shè)計(jì)的，他用質(zhì)譜儀發(fā)現(xiàn)了氖20和氖22，證實(shí)了同位素的存在．現(xiàn)在質(zhì)譜儀已經(jīng)是一種十分精密的儀器，是測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具．如右圖所示是一簡(jiǎn)化了的質(zhì)譜儀原理圖．邊長(zhǎng)為L的正方形區(qū)域abcd內(nèi)有相互正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里．有一束帶電粒子從ad邊的中點(diǎn)O以某一速度沿水平方向向右射入，恰好沿直線運(yùn)動(dòng)從bc邊的中點(diǎn)e射出（不計(jì)粒子間的相互作用力及粒子的重力），撤去磁場(chǎng)后帶電粒子束以相同的速度重做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)帶電粒子從b點(diǎn)射出，問(wèn)：

（1）帶電粒子帶何種電性的電荷?

（2）帶電粒子的比荷（即電荷量的數(shù)值和質(zhì)量的比值）多大?

（3）撤去電場(chǎng)后帶電粒子束以相同的速度重做實(shí)驗(yàn)，則帶電粒子將從哪一位置離開(kāi)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間多少?

【答案】（1）負(fù)電（2） （3）從dc邊距離d點(diǎn)距離為處射出磁場(chǎng)；

【解析】

（1）正電荷所受電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，負(fù)電荷所受電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反，粒子向上偏轉(zhuǎn)，可知粒子帶負(fù)電；

（2）根據(jù)平衡條件：

qE=qv0B

得：

撤去磁場(chǎng)后，粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，則有：

x=v0t=L

得：

（3）撤去電場(chǎng)后帶電粒子束在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則：

得：

粒子從dc邊射出磁場(chǎng)，設(shè)粒子射出磁場(chǎng)距離d點(diǎn)的距離為x，根據(jù)幾何關(guān)系：

r=L

得：

所以

答：（1）帶電粒子帶負(fù)電；

（2）帶電粒子的比荷；

（3）撤去電場(chǎng)后帶電粒子束以相同的速度重做實(shí)驗(yàn)，則帶電粒子將從dc邊距離d點(diǎn)處離開(kāi)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．

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】如圖所示，直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流變化的特性圖線，曲線Ⅲ是一個(gè)小燈泡的伏安特性曲線，曲線Ⅲ與直線Ⅰ、Ⅱ相交點(diǎn)的坐標(biāo)分別為P(5.2，3.5)、Q(6，5)。如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨(dú)連接，則下列說(shuō)法正確的是(　　)

A.電源1與電源2的內(nèi)阻之比是3∶2

B.電源1與電源2的電動(dòng)勢(shì)之比是3∶2

C.在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡的電阻之比是1∶2

D.在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡消耗的功率之比是7∶10

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一課外實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的電路測(cè)量某待測(cè)電阻Rx的阻值．圖中R0為標(biāo)準(zhǔn)定值電阻(R0=20.0 Ω)；電壓表可視為理想電壓表；S1為單刀開(kāi)關(guān)，S2為單刀雙擲開(kāi)關(guān)；E為電源；R為滑動(dòng)變阻器．采用如下步驟完成實(shí)驗(yàn)：

(1)按照實(shí)驗(yàn)原理線路圖(a)，將圖(b)中實(shí)物連線________．

(2)將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端置于適當(dāng)?shù)奈恢�，閉合S1.

(3)將開(kāi)關(guān)S2擲于1端，改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端的位置，記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U1；然后將S2擲于2端，記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U2.

(4)待測(cè)電阻阻值的表達(dá)式Rx＝________(用R0、U1、U2表示)．

(5)重復(fù)步驟(3)，得到如下數(shù)據(jù).

(6)利用上述5次測(cè)量所得的平均值，求得Rx＝________Ω.(保留1位小數(shù))

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為2kg的物體在長(zhǎng)4m的斜面頂端由靜止下滑，然后進(jìn)入由圓弧與斜面連接的水平面（由斜面滑至平面時(shí)無(wú)能量損失），物體滑到斜面底端時(shí)的速度為4m/s，若物體與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0．5，斜面傾角為37°，取g=10m/s2，已知：sin37°=0．6，cos37°=0．8．求：

（1）物體在斜面上滑動(dòng)時(shí)摩擦力做的功；

（2）物體能在水平面上滑行的距離．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，固定位置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一質(zhì)量為m（質(zhì)量分布均勻）的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為�，F(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離時(shí)，速度恰好達(dá)到最大（運(yùn)動(dòng)過(guò)程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直）。設(shè)桿接入電路的電阻為r，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度大小為g。則此過(guò)程

A.桿的速度最大值為

B.流過(guò)電阻R的電量為

C.恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動(dòng)能的變化量

D.恒力F做的功與安倍力做的功之和大于桿動(dòng)能的變化量

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示的+Q和-Q是兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷，以點(diǎn)電荷+Q為圓心作圓，A、B為圓上兩點(diǎn)，MN是兩電荷連線的中垂線，與兩電荷連線交點(diǎn)為O，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度

B. 電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能

C. 把質(zhì)子從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，靜電力對(duì)質(zhì)子做功為零

D. 把質(zhì)子從A點(diǎn)移動(dòng)到MN上任何一點(diǎn)，質(zhì)子電勢(shì)能都增加

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】我國(guó)已掌握“半彈道跳躍式高速再入返回技術(shù)”,為實(shí)現(xiàn)“嫦娥”飛船月地返回任務(wù)奠定基礎(chǔ)。如圖虛線為地球大氣層邊界,返回器與服務(wù)艙分離后,從a點(diǎn)無(wú)動(dòng)力滑入大氣層,然后經(jīng)b點(diǎn)從c點(diǎn)“跳”出,再經(jīng)d點(diǎn)從e點(diǎn)“躍入”實(shí)現(xiàn)多次減速,可避免損壞返回器。d點(diǎn)為軌跡的最高點(diǎn),與地心的距離為R,返回器在d點(diǎn)時(shí)的速度大小為v,地球質(zhì)量為M,引力常量為G. 則返回器

A.在b點(diǎn)處于失重狀態(tài)B.在a、c、e點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能相等

C.在d點(diǎn)時(shí)的加速度大小為D.在d點(diǎn)時(shí)的速度大小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩條相距的平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，其右端接一阻值為的電阻。質(zhì)量為的金屬桿靜置在導(dǎo)軌上，其左側(cè)的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為方向豎直向下，當(dāng)該磁場(chǎng)區(qū)域以速度勻速地向右掃過(guò)金屬桿后，金屬桿的速度變?yōu)?/span>。設(shè)金屬桿長(zhǎng)為對(duì)應(yīng)的電阻為，金屬桿與導(dǎo)軌之間動(dòng)摩擦因數(shù)為，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接粒，求：

(1)剛掃到金屬桿時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電流的大小和感應(yīng)電流方向；

(2)剛掃到金屬桿時(shí)，金屬桿的加速度大小；

(3)若矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域掃過(guò)金屬桿過(guò)程中，金屬桿向右滑動(dòng)了，求此過(guò)程中安培力對(duì)金屬桿做的功。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，兩個(gè)線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過(guò)開(kāi)關(guān)與電源連接，另一線圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方，開(kāi)關(guān)未閉合時(shí)小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 開(kāi)關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)

B. 開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向

C. 開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向

D. 開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開(kāi)后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)

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