質(zhì)譜儀的工作原理圖如圖所示,A為粒子加速器,加速電壓為U1;M為速度選擇器,兩板間有相互垂直的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,兩板間距離為d;N為偏轉(zhuǎn)分離器,內(nèi)部有與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2.一質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電的粒子由靜止經(jīng)加速器加速后,恰能通過速度選擇器,進(jìn)入分離器后做圓周運(yùn)動(dòng),并打到感光板P上.不計(jì)重力,求:

(1)粒子經(jīng)粒子加速器A加速后的速度v的大小及速度選擇器M兩板間的電壓U2.
(2)粒子在偏轉(zhuǎn)分離器N的磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R.
(3)某同學(xué)提出在其他條件不變的情況下,只減小加速電壓U1,就可以使粒子在偏轉(zhuǎn)分離器N的磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑減小.試分析他的說法是否正確.
（1）（2）（3）不正確

試題分析：(1)帶電粒子在A中電場力對它做功,由動(dòng)能定理得：
得：                                   （2分）
帶電粒子在M中水平方向受電場力和洛倫茲力,則
可得                                （2分）
(2)帶電粒子在N中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力充當(dāng)向心力
可得                  (4分)
(3)不正確.若其他條件不變,只減小加速電壓U1,則粒子經(jīng)加速后獲得的速度減小,進(jìn)入速度選擇器后,粒子受到的電場力和洛倫茲力大小不再相等,粒子無法通過速度選擇器進(jìn)入偏轉(zhuǎn)分離器.                   (2分)
點(diǎn)評：了解速度選擇器這個(gè)裝置的功能以及原理．當(dāng)一個(gè)物理量改變時(shí)，要考慮這個(gè)量的改變會(huì)引起過程中其它量的改變．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，在地面附近，坐標(biāo)系xOy在豎直平面內(nèi)，空間有沿水平方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度大小為B，在x＜0的空間內(nèi)還有沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E，一個(gè)帶正電的油滴經(jīng)圖中x軸上的M點(diǎn)，沿著與水平方向成α=30°角的方向斜向下做直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入x＞0的區(qū)域，要使油滴進(jìn)入x＞0區(qū)域后能在豎直平面內(nèi)勻速圓周運(yùn)動(dòng)，需在x＞0的區(qū)域內(nèi)加一個(gè)勻強(qiáng)電場，若帶電油滴做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)通過x軸上的N點(diǎn)，且，求：

（1）油滴運(yùn)動(dòng)速率；
（2）在x＞0空間內(nèi)所加電場的場強(qiáng)大小和方向；
（3）油滴從x軸上的M點(diǎn)開始到達(dá)x軸上的N點(diǎn)所用的時(shí)間．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，電荷量為＋q的液滴在豎直面內(nèi)做以速率為v、半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知電場強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則油滴的質(zhì)量 (　  　)
A．B．
C．D．B

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

(9分)如圖所示，在水平地面上方附近有一范圍足夠大的互相正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場區(qū)域。磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向水平并垂直紙面向里。一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶正電微粒在此區(qū)域內(nèi)沿豎直平面（垂直于磁場方向的平面）做速度大小為v的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g。
（1）求此區(qū)域內(nèi)電場強(qiáng)度的大小和方向。
（2）若某時(shí)刻微粒在場中運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，速度與水平方向的夾角為60°，且已知P點(diǎn)與水平地面間的距離等于其做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑。求該微粒運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)與水平地面間的距離。
（3）當(dāng)帶電微粒運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí)，將電場強(qiáng)度的大小變?yōu)樵瓉淼?/2（不計(jì)電場變化對原磁場的影響），且?guī)щ娢⒘Ｄ苈渲恋孛�，求帶電微粒落至地面時(shí)的速度大小。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，勻強(qiáng)電場區(qū)域和勻強(qiáng)磁場區(qū)域是緊鄰的，且寬度相等均為 d ，電場方向在紙平面內(nèi)豎直向下，而磁場方向垂直紙面向里．一帶正電粒子從 O 點(diǎn)以速度 v0沿垂直電場方向進(jìn)入電場，在電場力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從 A 點(diǎn)離開電場進(jìn)入磁場，離開電場時(shí)帶電粒子在電場方向的位移為電場寬度的一半，當(dāng)粒子從C點(diǎn)穿出磁場時(shí)速度方向與進(jìn)入電場O點(diǎn)時(shí)的速度方一致，（帶電粒子重力不計(jì)）求
(l）粒子從 C 點(diǎn)穿出磁場時(shí)的速度v；
(2）電場強(qiáng)度 E 和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的比值 E / B ；
(3）粒子在電、磁場中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

在互相垂直的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中固定放置一光滑的絕緣斜面，其傾角為θ，設(shè)斜面足夠長，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向外，電場方向豎直向上，如圖所示。一質(zhì)量為m帶電量為q的小球靜止放在斜面的最高點(diǎn)A，小球?qū)π泵娴膲毫η『脼榱�。在釋放小球的同時(shí)，將電場方向迅速改為豎直向下，電場強(qiáng)度大小不變.
（1）小球沿斜面下滑的速度v為多大時(shí)，小球?qū)π泵娴恼龎毫υ俅螢榱悖?br />（2）小球從釋放到離開斜面一共歷時(shí)多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，有一帶電小球，從兩豎直的帶電平行板上方某高度處自由落下，兩板間勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向外，則小球通過電場、磁場空間時(shí)
A．可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．一定做曲線運(yùn)動(dòng)
C．只有重力做功D．電場力對小球一定做正功

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（12分） 如圖所示，間距l(xiāng)＝0.3 m的平行金屬導(dǎo)軌a1b1c1和a2b2c2分別固定在兩個(gè)豎直面內(nèi)．在水平面a1b1b2a2區(qū)域內(nèi)和傾角θ＝37°的斜面c1b1b2c2區(qū)域內(nèi)分別有磁感應(yīng)強(qiáng)度B1＝0.4 T，方向豎直向上和B2＝1 T、方向垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場．電阻R＝0.3 Ω、質(zhì)量m1＝0.1 kg、長為l的相同導(dǎo)體桿K、S、Q分別放置在導(dǎo)軌上，S桿的兩端固定在b1、b2點(diǎn)，K、Q桿可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動(dòng)且始終接觸良好．一端系于K桿中點(diǎn)的輕繩平行于導(dǎo)軌繞過輕質(zhì)定滑輪自然下垂，繩上穿有質(zhì)量m2＝0.05 kg的小環(huán)．已知小環(huán)以a＝6 m/s2的加速度沿繩下滑，K桿保持靜止，Q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力F作用下勻速運(yùn)動(dòng)．不計(jì)導(dǎo)軌電阻和滑輪摩擦，繩不可伸長．取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.

求(1)小環(huán)所受摩擦力的大�。�
(2)Q桿所受拉力的瞬時(shí)功率．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示,坐標(biāo)系中第一象限有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=102 T,同時(shí)有豎直向上與y軸同方向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小E1=102 V/m,第四象限有豎直向上與y軸同方向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小E2=2E1=2×102 V/m.若有一個(gè)帶正電的微粒,質(zhì)量m=10-12 kg,電量q=10-13 C,以水平與x軸同方向的初速度從坐標(biāo)軸的P1點(diǎn)射入第四象限,OP1="0.2" m,然后從x軸上的P2點(diǎn)穿入第一象限,OP2="0.4" m,接著繼續(xù)運(yùn)動(dòng).取g=10  m/s2.求:

(1)微粒射入的初速度;
(2)微粒第三次過x軸的位置;
(3)從P1開始到第三次過x軸的總時(shí)間.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案