(20分)靜止于A處的離子，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿圖中圓弧虛線通過(guò)靜電分析器，并從P點(diǎn)垂直CF進(jìn)入矩形區(qū)域的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)。靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻射分布的電場(chǎng)，已知圓弧虛線的半徑為R，其所在處場(chǎng)強(qiáng)為E、方向如圖所示：離子質(zhì)量為m、電荷量為q；=a、=1.5a，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里；離子重力不計(jì)。

(1)求加速電場(chǎng)的電壓U；

(2)若離子能最終打在QF上，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍。

 

 

【答案】

（1） （2）

【解析】

試題分析：（1）離子在加速電場(chǎng)中加速，根據(jù)動(dòng)能定理，有：? （3分）

離子在輻向電場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有：

? （3分）

解得：? （2分）

（2）離子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有：? （3分）

解得：? （2分）

離子能打在QF上，則既沒(méi)有從DQ邊出去也沒(méi)有從PF邊出去，則離子運(yùn)動(dòng)徑跡的邊界如圖中Ⅰ和Ⅱ? （2分）

由幾何關(guān)系知，離子能打在QF上，必須滿(mǎn)足：? （3分）

解得：? （2分）

考點(diǎn)：本題考查帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

 

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：閱讀理解

Ⅰ、（1）在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，把金屬絲在圓柱形鉛筆上單層密繞30圈，用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)得其長(zhǎng)度如圖所示，則金屬絲橫截面的直徑為
0.68
0.68
mm

（2）影響物質(zhì)材料電阻率的因素很多，一般金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，而半導(dǎo)體材料的電阻率則與之相反，隨溫度的升高而減少．某課題研究組需要研究某種導(dǎo)電材料的導(dǎo)電規(guī)律，他們用該種導(dǎo)電材料制作成電阻較小的線狀元件Z做實(shí)驗(yàn)，測(cè)量元件Z中的電流隨兩端電壓從零逐漸增大過(guò)程中的變化規(guī)律．
（a） 他們應(yīng)選用下圖所示的哪個(gè)電路原理圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？答：
A
A


（b） 按照正確的電路圖，完成右圖中的實(shí)物連線．
（c） 實(shí)驗(yàn)測(cè)得元件Z的電流與電壓的關(guān)系圖象如下圖所示．則元件Z是金屬材料還是半導(dǎo)體材料？答：
半導(dǎo)體
半導(dǎo)體
．

Ⅱ、用如圖所示裝置來(lái)探究碰撞中的守恒量，質(zhì)量為mB的鋼球B放在小支柱N上，球心離地面高度為H；質(zhì)量為mA的鋼球A用細(xì)線拴好懸掛于O點(diǎn)，當(dāng)細(xì)線被拉直時(shí)O點(diǎn)到球心的距離為L(zhǎng)，且細(xì)線與豎直線之間夾角α；球A由靜止釋放，擺到最低點(diǎn)時(shí)恰與球B發(fā)生正碰，碰撞后，A球把輕質(zhì)指示針C推移到與豎直夾角為β處，B球落到地面上，地面上鋪有一張蓋有復(fù)寫(xiě)紙的白紙D，用來(lái)記錄球B的落點(diǎn)．
（a） 用圖中所示各個(gè)物理量的符號(hào)表示：碰撞前A球的速度VA=
2gL(1-cosα)
2gL(1-cosα)
；碰撞后B球的速度VB=
S
g
2H
S
g
2H
；此實(shí)驗(yàn)探究守恒量的最后等式為
mA
2gL(1-cosα)
=mBS
g
2H
+mA
2gL(1-cosβ)
mA
2gL(1-cosα)
=mBS
g
2H
+mA
2gL(1-cosβ)
．
（b） 請(qǐng)你提供兩條提高實(shí)驗(yàn)精度的建議：
①讓球A多次從同一位置擺下，求B球落點(diǎn)的平均位置；
①讓球A多次從同一位置擺下，求B球落點(diǎn)的平均位置；
．
②α角取值不要太小；
②α角取值不要太��；
．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（06年重慶卷）(20分)如圖，半徑為R的光滑圓形軌道固定在豎直面內(nèi)。小球A、B質(zhì)量分別為m、βm（β為待定系數(shù)）。A球從工邊與圓心等高處由靜止開(kāi)始沿軌道下滑，與靜止于軌道最低點(diǎn)的B球相撞，碰撞后A、B球能達(dá)到的最大高度均為，碰撞中無(wú)機(jī)械能損失。重力加速度為g。試求：

（1）待定系數(shù)β；

（2）第一次碰撞剛結(jié)束時(shí)小球A、B各自的速度和B球?qū)壍赖膲毫Γ?/p>

（3）小球A、B在軌道最低處第二次碰撞剛結(jié)束時(shí)各自的速度，并討論小球A、B在軌道最低處第n次碰撞剛結(jié)束時(shí)各自的速度。

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科目：高中物理 來(lái)源：2013屆浙江省上杭一中高三下學(xué)期第一次月考物理試卷（帶解析） 題型：計(jì)算題

(20分)如圖所示，在y軸的右側(cè)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在x軸的上方有一平行板式加速電場(chǎng)。有一薄絕緣板放置在y軸處，且與紙面垂直�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子由靜止經(jīng)過(guò)加速電壓為U的電場(chǎng)加速，然后以垂直于板的方向沿直線從A處穿過(guò)絕緣板，而后從x軸上的D處以與x軸負(fù)向夾角為30°的方向進(jìn)入第四象限，若在此時(shí)再施加一個(gè)電場(chǎng)可以使粒子沿直線到達(dá)y軸上的C點(diǎn)(C點(diǎn)在圖上未標(biāo)出)。已知OD長(zhǎng)為l，不計(jì)粒子的重力.求：

(1)粒子射入絕緣板之前的速度
(2)粒子經(jīng)過(guò)絕緣板時(shí)損失了多少動(dòng)能
(3)所加電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度和帶電粒子在y軸的右側(cè)運(yùn)行的總時(shí)間.

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科目：高中物理 來(lái)源：2012-2013學(xué)年浙江省高三下學(xué)期第一次月考物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

 (20分)如圖所示，在y軸的右側(cè)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在x軸的上方有一平行板式加速電場(chǎng)。有一薄絕緣板放置在y軸處，且與紙面垂直。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子由靜止經(jīng)過(guò)加速電壓為U的電場(chǎng)加速，然后以垂直于板的方向沿直線從A處穿過(guò)絕緣板，而后從x軸上的D處以與x軸負(fù)向夾角為30°的方向進(jìn)入第四象限，若在此時(shí)再施加一個(gè)電場(chǎng)可以使粒子沿直線到達(dá)y軸上的C點(diǎn)(C點(diǎn)在圖上未標(biāo)出)。已知OD長(zhǎng)為l，不計(jì)粒子的重力.求：

(1)粒子射入絕緣板之前的速度

(2)粒子經(jīng)過(guò)絕緣板時(shí)損失了多少動(dòng)能

(3)所加電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度和帶電粒子在y軸的右側(cè)運(yùn)行的總時(shí)間.

 

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