如圖所示的裝置，左半部為速度選擇器，右半部為勻強(qiáng)的偏轉(zhuǎn)電場．一束同位素離子流從狹縫S1射入速度選擇器，能夠沿直線通過速度選擇器并從狹縫S2射出的離子，又沿著與電場垂直的方向，立即進(jìn)入場強(qiáng)大小為E的偏轉(zhuǎn)電場，最后打在照相底片D上．已知同位素離子的電荷量為q（q＞0），速度選擇器內(nèi)部存在著相互垂直的場強(qiáng)大小為E0的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場，照相底片D與狹縫S1、S2的連線平行且距離為L，忽略重力的影響．

（1）求從狹縫S2射出的離子速度v0的大��；

（2）若打在照相底片上的離子在偏轉(zhuǎn)電場中沿速度v0方向飛行的距離為x，求出x與離子質(zhì)量m之間的關(guān)系式（用E0、B0、E、q、m、L示）．


考點：

帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動．請大家不要抄襲

分析：

（1）對離子在速度選擇器內(nèi)進(jìn)行受力分析，受到洛倫茲力和電場力作用；對離子的運(yùn)動進(jìn)行分析，能通過s2射出的離子做勻速直線運(yùn)動，可知洛倫茲力和電場力平衡，列式可求得離子速度的大�。�

（2）離子進(jìn)入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場后做類平拋運(yùn)動，即在水平方向上做勻速直線運(yùn)動，在豎直方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，在兩個方向分別列式可得x與離子質(zhì)量m之間的關(guān)系式．

解答：

解：（1）能從速度選擇器射出的離子應(yīng)滿足受到的電場力和洛倫茲力大小相等，方向相反，則有：

qE0=qv0B0

解得：

（2）離子進(jìn)入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場E后做類平拋運(yùn)動，則有：

水平方向：x=v0t

豎直方向：

離子在電場中只受電場力作用，由牛頓第二定律得：qE=ma

聯(lián)立以上各式解得：．

答：（1）從狹縫S2射出的離子速度v0的大小為．

（2）x與離子質(zhì)量m之間的關(guān)系式為．

點評：

該題考察到了帶電粒子在正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動，解決此類為題的關(guān)鍵是正確的對帶電粒子進(jìn)行受力分析．當(dāng)電場力與洛倫茲力為一對平衡力時，粒子將做勻速直線運(yùn)動．同時還考察了帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)，所做的運(yùn)動是類平拋運(yùn)動．此類問題往往應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式進(jìn)行解答．

　

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


用描跡法畫出電場中一個平面上等勢線的原理是：利用導(dǎo)電紙中的恒定電流場模擬真空中的等量異種電荷的靜電場。所用器材為一個低壓直流電源、開關(guān)、圓柱形金屬電極兩個、一塊平板、一張導(dǎo)電紙、一張復(fù)寫紙、一張白紙、圖釘兩個、一個DIS電壓傳感器及配套器材。

（1）實驗裝置如圖所示，如果以A、B兩個電極的連線為x軸，以A、B連線的中垂線為y軸，每相隔相等的電壓就畫一條等勢線，那么這些等勢線在空間的分布情況是（     ）（多選）

A．關(guān)于x軸對稱              

B．關(guān)于y軸對稱

C．等勢線之間的距離相等，間隔均勻　

D．距電極越近等勢線越密

（2）若把電源電壓提高到原來的2倍，則描繪得到的等勢線形狀與原來　　　　（填“相同”或“不同”）

（3）若將電壓傳感器的兩個探針放在P、Q兩點測得的電壓為U，再將兩個探針放在P、M兩點時測得的電壓為U′，則U　　　U′（填“＞”、“＜”、或“＝”）。

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科目：高中物理 來源： 題型：


圖是質(zhì)譜儀工作原理的示意圖．帶電粒子a、b經(jīng)電壓U加速（在A點初速度為零）后，進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動，最后分別打在感光板S上的x1、x2處．圖中半圓形的虛線分別表示帶電粒子a、b所通過的路徑，則（　　）

　

A．

a的質(zhì)量一定大于b的質(zhì)量

　

B．

a的電荷量一定大于b的電荷量

　

C．

a運(yùn)動的時間大于b運(yùn)動的時間

　

D．

a的比荷（）大于b的比荷（）

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科目：高中物理 來源： 題型：


為了解釋地球的磁性，19世紀(jì)安培假設(shè)：地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的．在如圖四個圖中，正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是（　�。�

　

A．

B．

C．

D．

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，在勻強(qiáng)磁場B的區(qū)域中有一光滑斜面體，在斜面上放了一根長L，質(zhì)量為m的導(dǎo)線，當(dāng)通以如圖示方向的電流I后，導(dǎo)線恰能保持靜止，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B可以為（　　）

　

A．

B=，方向垂直紙面向外

　

B．

B=，方向垂直紙面向里

　

C．

B=，方向豎直向下

　

D．

B=，方向水平向左

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，足夠長的水平傳送帶以的速度勻速運(yùn)行. t=0時，在最左端輕放一質(zhì)量為m的小滑塊，t=4s時，傳送帶以的加速度減速停下. 已知滑塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2. 關(guān)于滑塊相對地面運(yùn)動的速度v(向右為正)、滑塊所受的摩擦力f(向右為正)、滑塊所受的摩擦力做功的功率的值P、滑塊與傳送帶間摩擦生熱Q的圖像正確的是

A               B            C          D

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科目：高中物理 來源： 題型：


 (1)如圖為“研究木板與木塊間動摩擦因數(shù)的大小”的實驗裝置圖，將一木塊和木板疊放于水平桌面上，彈簧測力計一端固定，另一端與木塊水平相連．

①現(xiàn)要測量木塊和木板之間的滑動摩擦力，要使彈簧測力計的示數(shù)即為木塊和木板之間的滑動摩擦力的大小，要求木板的運(yùn)動         (填入選項前的字母)

A.必須是勻速直線運(yùn)動

B.必須是加速直線運(yùn)動

C.必須是減速直線運(yùn)動

D.勻速直線運(yùn)動、加速直線運(yùn)動、減速直線運(yùn)動均可

②為測量動摩擦因數(shù)，下列物理量中應(yīng)測量的有______．(填入選項前的字母)

A.木板的長度L                　 B.彈簧測力計的拉力大小F

C.木板的重力G1                  D.木塊的重力G2

(2)某實驗小組用如圖1所示的電路測定電源電動勢E和內(nèi)電阻r，R為電阻箱，電源允許輸出的最大電流為0.5A.實驗室提供的器材如下：電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)，電阻箱(限值范圍0～999.9Ω)；開關(guān)、導(dǎo)線若干．

①請根據(jù)圖1的電路圖,在圖2中畫出連線，將實物圖補(bǔ)充完整;

②實驗時，改變電阻箱R的值，記錄下電壓表的示數(shù)U，得到如下表所示的幾組R、U的數(shù)據(jù)，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖3中描出了對應(yīng)的點，請補(bǔ)充畫出－圖線

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

電阻

R/Ω

60.5

35.2

20.0

13.7

9.9

5.8

4.3

3.5

2.9

2.5

電壓

U/V

2.58

2.43

2.22

2.00

1.78

1.40

1.18

1.05

0.93

0.85

③由在圖3中所描的圖像求出電源的電動勢E=______V，內(nèi)電阻r=____Ω．(保留二位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來源： 題型：


圖甲為游樂園中“空中飛椅”的游戲設(shè)施,它的基本裝置是將繩子上端固定在轉(zhuǎn)盤的邊緣上,繩子的下端連接座椅,人坐在座椅上隨轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)而在空中飛旋.若將人和座椅看成一個質(zhì)點,則可簡化為如圖乙所示的物理模型,其中P為處于水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)盤,可繞豎直轉(zhuǎn)軸OO'轉(zhuǎn)動,設(shè)繩長l=10 m,質(zhì)點的質(zhì)量m=60 kg,轉(zhuǎn)盤靜止時質(zhì)點與轉(zhuǎn)軸之間的距離d=4.0 m,轉(zhuǎn)盤逐漸加速轉(zhuǎn)動,經(jīng)過一段時間后質(zhì)點與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運(yùn)動,此時繩與豎直方向的夾角θ=37°,不計空氣阻力及繩重,且繩不可伸長,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2,求質(zhì)點與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運(yùn)動時:

(1)繩子拉力的大小;

(2)轉(zhuǎn)盤角速度的大小.

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科目：高中物理 來源： 題型：


一列橫波沿x軸正向傳播，a、b、c、d為介質(zhì)中沿波傳播方向上四個質(zhì)點的平衡位

置．某時刻的波形如圖5甲所示，此后，若經(jīng)過周期開始計時，則圖乙描述的是(　　)

甲　　　　乙

圖5

A．a(chǎn)處質(zhì)點的振動圖象                                  B．b處質(zhì)點的振動圖象

C．c處質(zhì)點的振動圖象                                 D．d處質(zhì)點的振動圖象

圖6

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同步練習(xí)冊答案