9.如圖為一種質(zhì)譜儀示意圖,由加速電場(chǎng)、靜電分析器和磁分析器組成.若靜電分析器通道中心線的半徑為R,通道內(nèi)均勻輻射電場(chǎng)在中心線處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E(類似在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)),磁分析器有范圍足夠大的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外.一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從靜止開始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿中心線通過靜電分析器,由P點(diǎn)垂直邊界進(jìn)入磁分析器,最終打到膠片上的Q點(diǎn).不計(jì)粒子重力.下列說法正確的是( 。
A.粒子一定帶負(fù)電
B.加速電場(chǎng)的電壓U=$\frac{1}{2}$ER
C.直徑PQ=$\frac{2}{B}$$\sqrt{qmER}$
D.若一群離子從靜止開始經(jīng)過上述過程都落在膠片上同一點(diǎn),則該群離子具有相同的比荷

分析 帶電粒子在電場(chǎng)中,在電場(chǎng)力做正功的情況下,被加速運(yùn)動(dòng).后垂直于電場(chǎng)線,在電場(chǎng)力提供向心力作用下,做勻速圓周運(yùn)動(dòng).最后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),在洛倫茲力作用下,做勻速圓周運(yùn)動(dòng).根據(jù)洛倫茲力的方向,從而可確定電性,進(jìn)而可確定極板的電勢(shì)高低.根據(jù)牛頓第二定律可得在電場(chǎng)力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式,從而求出加速電壓.最后再由牛頓第二定律,洛倫茲力等于向心力可知,運(yùn)動(dòng)的半徑公式,即影響半徑的大小因素.

解答 解:A、粒子進(jìn)入靜電分析器后在電場(chǎng)力作用下偏轉(zhuǎn),故可知粒子帶正電,極板M比極板N電勢(shì)高才能使粒子加速,故A正確.
B、對(duì)于加速過程,有qU=$\frac{1}{2}$mv2,在靜電分析器中,由電場(chǎng)力充當(dāng)向心力,則有 Eq=m $\frac{{v}^{2}}{R}$,由上兩式可知U=$\frac{1}{2}$ER,故B正確.
C、在磁分析器中粒子由P到Q,直徑 PQ=2R′=$\frac{2mv}{qB}$=$\frac{2}{B}$$\sqrt{\frac{mER}{q}}$,故C錯(cuò)誤.
D、若一群離子從靜止開始經(jīng)過上述過程都落在膠片上同一點(diǎn)說明運(yùn)動(dòng)的直徑相同,由于磁場(chǎng),電場(chǎng)與靜電分析器的半徑不變,則該群離子具有相同的比荷,由上式可知.故D正確.
故選:BD.

點(diǎn)評(píng) 考查粒子在電場(chǎng)中加速與勻速圓周運(yùn)動(dòng),及在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng).掌握電場(chǎng)力與洛倫茲力在各自場(chǎng)中應(yīng)用,注意粒子在靜電分析器中電場(chǎng)力不做功.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

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19.在圖中長(zhǎng)為5m的細(xì)繩兩端分別系于豎立在地面上相距為4m的兩桿的頂端.繩上掛一光滑的輕質(zhì)掛鉤,其下連著一個(gè)重為6N的物體,平衡時(shí)繩中的張力FT=5N.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.等效替代方法是在認(rèn)識(shí)復(fù)雜物理事物時(shí),常采用將事物轉(zhuǎn)化為效果等同的,相對(duì)簡(jiǎn)單的事物進(jìn)行研究的一種方法.下列各物理名詞中(力的合成、力的分解、平均速度、瞬時(shí)速度)屬于等效替代的有幾種(  )
A.l種B.2種C.3種D.4種

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

17.根據(jù)要求將相應(yīng)讀數(shù)填入表中(如圖)
指針位置選擇開關(guān)所處擋位相應(yīng)讀數(shù)
a直流電流50mA12.3mA
a直流電壓250V61V
b直流電流10mA8.4mA
b電阻×100310Ω

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

4.在利用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中:

①某同學(xué)用甲圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到如圖乙所示的紙帶,把第一個(gè)點(diǎn)(初速度為零)記作O點(diǎn),測(cè)出O、A間的距離為68.97cm,點(diǎn)A、C間的距離為15.24cm,點(diǎn)C、E間的距離16.76cm,已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.8m/s2,重錘的質(zhì)量為m=1.0kg則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打O點(diǎn)到C點(diǎn)的這段時(shí)間內(nèi),重錘動(dòng)能的增加量為8.00J,重力勢(shì)能的減少量為8.25J.
②利用這個(gè)裝置也可以測(cè)量重錘下落的加速度a=9.50m/s2
③在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),重錘減小的重力勢(shì)能總大于重錘最大的動(dòng)能,其原因主要是在重錘帶著紙帶下落過程中存在著阻力的作用,用題目給出的已知量.球出重錘下落過程中受到的平均阻力大小為0.30N.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

14.如圖所示,在傾角為37°的固定光滑金屬導(dǎo)軌上,放置一個(gè)長(zhǎng)L=0.4m、質(zhì)量m=0.3kg的導(dǎo)體棒,導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌且接觸良好.金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E=4.5V,內(nèi)阻r=0.50Ω的直流電源,電阻R=2.5Ω,其余電阻不計(jì).現(xiàn)外加一與導(dǎo)體棒垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng),(sin37°=0.6,cos37°=0.8  g=10m/s2)求:
(1)使導(dǎo)體棒靜止在斜面上且對(duì)斜面無壓力,所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向;
(2)使導(dǎo)體棒靜止在斜面上,所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值和方向.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.下列有關(guān)瞬時(shí)速度和平均速度說法正確的是( 。
A.汽車司機(jī)前面速度計(jì)上指示的數(shù)值是平均速度
B.物體在通過某點(diǎn)時(shí)的速度是4m/s,指的是平均速度
C.瞬時(shí)速度可以看成是極短時(shí)間內(nèi)的平均速度
D.某段運(yùn)動(dòng)的平均速度都等于該段運(yùn)動(dòng)的初速度和末速度之和的一半

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

18.高空滑索是一項(xiàng)勇敢者的運(yùn)動(dòng),如圖所示,某人用輕繩通過輕質(zhì)滑環(huán)懸吊在傾角為30°的鋼索上,并沿鋼索向下運(yùn)動(dòng),在此過程中此人始終受到與運(yùn)動(dòng)方向相反的大小為F的風(fēng)力作用.已知輕繩始終保持豎直,此人的質(zhì)量為m,重力加速度為g,則下列說法正確的是( 。
A.輕繩的拉力小于人受到的重力
B.人運(yùn)動(dòng)的加速度大小為$\frac{F}{m}$
C.鋼索與輕質(zhì)滑環(huán)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為$\frac{\sqrt{3}}{3}$
D.人可能做勻速運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

19.豎直上拋運(yùn)動(dòng)可以看成向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和向下的自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),那么( 。
A.當(dāng)這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合位移為零時(shí),物體達(dá)到最高點(diǎn)
B.當(dāng)這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合速度為零時(shí),物體落回拋出點(diǎn)
C.當(dāng)向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)的速率大于向下的自由落體運(yùn)動(dòng)的速率時(shí),物體向上運(yùn)動(dòng)
D.當(dāng)向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)的速率小于向下的自由落體運(yùn)動(dòng)的速率時(shí),物體一定在拋出點(diǎn)之下

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