行時(shí)間質(zhì)譜儀主要由脈沖閥、激光器、加速電場(chǎng)、偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)和探測(cè)器組成，可以對(duì)氣體分子進(jìn)行分析。如圖所示,脈沖閥P噴出微量氣體，經(jīng)激光照射產(chǎn)生不同價(jià)位的離子，自a板小孔進(jìn)入a、b間的加速電場(chǎng)，從b板小孔射出，沿中線方向進(jìn)入M、N板間的偏轉(zhuǎn)控制區(qū)，到達(dá)探測(cè)器。已知加速電場(chǎng)a、b板間距為d，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板M、N的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，寬度為L(zhǎng)2。不計(jì)離子重力及進(jìn)入a板時(shí)的初速度。

（1）設(shè)離子比荷為k（k=q/m），若a、b間的加速電壓為U1，試求離子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的初速度v0；
（2）當(dāng)a、b間的電壓為U1時(shí)，在M、N間加上適當(dāng)?shù)碾妷篣2，離子從脈沖閥P噴出到到達(dá)探測(cè)器的全部飛行時(shí)間為t。請(qǐng)推導(dǎo)出離子k比荷的表達(dá)式；
（3）在某次測(cè)量中探測(cè)器始終無法觀察到離子，分析原因是離子偏轉(zhuǎn)量過大，打到極板上，請(qǐng)說明如何調(diào)節(jié)才能觀察到離子（無需論證）？
1）      （3分）
（2）      （5分）
（3）減小偏轉(zhuǎn)電壓U2，或增大加速電壓U1
解答：解：（1）設(shè)離子的帶電量為q，質(zhì)量為m，有：qU1=mv02 ，得：v0=
（2）設(shè)離子在加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的飛行時(shí)間分別為t1和t2，在加速電場(chǎng)中的加速度為a1，
則：a1=， t1=，t2=，t=t1+t2
聯(lián)立解得：
（3）設(shè)離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的側(cè)移量為y，則：y=a2t22=
所以減小偏轉(zhuǎn)電壓U2，或增大加速電壓U1
答：（1）離子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的初速度為．（2）離子比荷k的表達(dá)式
（3）減小偏轉(zhuǎn)電壓U2，或增大加速電壓U1
點(diǎn)評(píng)：本題考查了電荷的加速與電荷的偏轉(zhuǎn)，關(guān)鍵將電荷的偏轉(zhuǎn)進(jìn)行分解，知道在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

(12分)在一個(gè)水平面上建立x軸，在過原點(diǎn)O垂直于x軸的平面的右側(cè)空間有一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E＝6.0×105 N/C，方向與x軸正方向相同．在O處放一個(gè)電荷量q＝－5.0×10－8 C、質(zhì)量m＝1.0×10－2 kg的絕緣物塊．物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.20，沿x軸正方向給物塊一個(gè)初速度v0＝2.0 m/s，如圖12所示．(g取10 m/s2)試求：   
                               
(1)物塊向右運(yùn)動(dòng)的最大距離；
(2)物塊最終停止的位置．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

(13分)如圖所示，水平放置的平行板電容器極板間距離為d，加的電壓為U0，上極板帶正電。現(xiàn)有一束微粒以某一速度垂直于電場(chǎng)方向沿中心線OO′射入，并能沿水平方向飛出電場(chǎng)。當(dāng)電壓升高到U1時(shí)，微�？梢詮木郙板處飛出電場(chǎng)。求：

（1）帶電微粒的比荷（q/m）是多少？帶何種電荷？
（2）要使微粒束能從距N板處飛出電場(chǎng)，則所加的電壓U2應(yīng)為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如右圖所示，水平放置的兩平行金屬板間距為 d ，電壓大小為U，上板中央有孔，在孔正下方的下板表面上有一個(gè)質(zhì)量為 m、、電量為－q的小顆粒，將小顆粒由靜止釋放，它將從靜止被加速，然后沖出小孔，則它能上升的最大高度 h = ______

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（17分）如圖所示，在水平面上放置一凹槽B，B與水平面面間有摩擦，槽質(zhì)量為m,內(nèi)壁間距離為d，槽內(nèi)靠近左側(cè)壁處有質(zhì)量也為m小物塊A，帶有q電量正電，槽內(nèi)壁絕緣光滑，系統(tǒng)又處于一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，t=0時(shí)刻A由靜止釋放，每次A與槽B內(nèi)壁碰撞無動(dòng)能損失交換速度。觀察發(fā)現(xiàn)A只與槽B右壁發(fā)生周期性的碰撞，且每次碰后速度為零。求
（1）A第一次與槽B發(fā)生碰撞前的速度
（2）槽B與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ
（3）以后運(yùn)動(dòng)過程中A與槽B左壁的最短距離和第n次碰撞前摩擦力對(duì)槽B所做功

 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示,兩平行金屬板水平放置,間距為d,板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng).一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電小球,以豎直向下的初速度從上板的小孔射入,當(dāng)它從下板的小孔穿出時(shí)所用的時(shí)間為t,若小球以同樣大小的初速度從下板的小孔豎直向上射入,則從上板小孔穿出時(shí)所用的時(shí)間為t/2.不計(jì)空氣阻力.求:

小題1:指出兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度的方向.
小題2:電場(chǎng)強(qiáng)度的大小.
小題3:小球穿出下板小孔時(shí)速度v1與穿出上板小孔時(shí)速度v2之比v1∶v2.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，A板的電勢(shì)UA＝0，B板的電勢(shì)UB隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示。電子只受電場(chǎng)力的作用，且初速度為零，則（ ）
A．若電子在t＝0時(shí)刻進(jìn)入的，它將一直向B板運(yùn)動(dòng)
B．若電子在t＝0時(shí)刻進(jìn)入的，它將時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng),最后打在B板上
C．若電子在t＝T/8 時(shí)刻進(jìn)入的，它將時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng),最后打在B板上
D．若電子是在t＝T/4時(shí)刻進(jìn)入的，它將時(shí)而向B板、時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

靜電噴漆技術(shù)具有效率高，浪費(fèi)少，質(zhì)量好，有利于工人健康等優(yōu)點(diǎn)，其裝置示意圖如圖20所示。A、B為兩塊平行金屬板，間距d＝0.30m，兩板間有方向由B指向A、電場(chǎng)強(qiáng)度E＝1.0×103N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)。在A板的中央放置一個(gè)安全接地的靜電油漆噴槍P，油漆噴槍的半圓形噴嘴可向各個(gè)方向均勻地噴出帶電油漆微粒，油漆微粒的質(zhì)量m＝2.0×10－15kg、電荷量為q＝－2.0×10－16C，噴出的初速度v0＝2.0 m/s。油漆微粒最后都落在金屬板B上。微粒所受重力和空氣阻力以及微粒之間的相互作用力均可忽略。試求：
（1）微粒落在B板上的動(dòng)能；
（2）微粒從離開噴槍后到達(dá)B板所需的最短時(shí)間；
（3）微粒最后落在B板上所形成圖形的面積。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題


S1漂入電勢(shì)差為U的勻強(qiáng)電場(chǎng)，被加速后經(jīng)孔S2、S3垂直于磁場(chǎng)方向（該方向垂直于紙面）進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在磁場(chǎng)中離子沿虛線所示軌跡運(yùn)動(dòng)，最后打在照相底片上的D處。
（1）求出離子經(jīng)孔S2進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率。
（2）求出D位置到孔S3的距離。

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