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如圖所示為一離子選擇器。極板A、B間距為d，用來研究粒子的種類及偏向角。在A、B間加電壓，B板電勢高于A板電勢，且A、B極板間有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度為B1。P為一內壁光滑、緣絕兩端開口的直細管，右端的開口在半徑為R的圓形磁場區(qū)域中心O點（作為坐標原點），此磁場方向垂直紙面向里，磁感應強度為B2（細管中不存在磁場）。細管的中心軸所在的直線通過S粒子源，粒子源可發(fā)出電荷量為q、質量為m、速度大小和方向都不同的粒子，當有粒子從圓形磁場區(qū)域射出時，其速度方向與x軸的夾角為偏向角。不計粒子重力。⑴若已知A、B間電壓值為U，求從磁場B1射出能射入P管的粒子速度v的大��；⑵若粒子能從圓形區(qū)域磁場B2射出，其偏向角為θ，求A、B間的電壓值U；⑶粒子能從圓形區(qū)域磁場B2射出時，A、B間的電壓值應滿足什么條件？

 


1

(1)    (2)    ⑶

 


解析:

⑴能射入P管的粒子速度滿足 ，；

⑵在B2中做半徑為r的圓周運動，軌跡如圖，，，得；

⑶粒子能從圓形區(qū)域磁場B2射出，條件為，得

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質譜儀是測量帶電粒子的質量和分析同位素的重要工具．如圖所示為一種質譜儀的示意圖．已知離子的質量為m，帶電量為q，重力不計．速度選擇器其中電場強度為E，勻強磁場磁感應強度為B1．
（1）為了使離子從靜止開始經加速電場后沿直線穿過速度選擇器，加速電壓U應多大？
（2）離子進入勻強磁場區(qū)域B2后，要使離子打在乳膠底片上的位置距離射入點O的距離為L，B2應為多大？
（3）離子在勻強磁場區(qū)域B2中運動的時間多長？

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如圖所示為一離子選擇器．極板A、B間距為d，用來研究粒子的種類及偏向角．在A、B間加電壓，B板電勢高于A板電勢，且A、B極板間有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度為B1．P為一內壁光滑緣絕、兩端開口的直細管，右端的開口在半徑為R的圓形磁場區(qū)域中心O點(作為坐標原點)，此磁場方向垂直紙面向里，磁感應強度為B2(細管中不存在磁場)．細管的中心軸所在的直線通過S粒子源，粒子源可發(fā)出電荷量為q、質量為m、速度大小和方向都不同的粒子，當有粒子從圓形磁場區(qū)域射出時，其速度方向與x軸的夾角為偏向角．不計粒子重力．

(1)若已知A、B間電壓值為U，求從磁場B1射出能沿直線射入P管的粒子速度v的大��；

(2)若粒子能從圓形區(qū)域磁場B2射出，其偏向角為，求A、B間的電壓值U；

(3)粒子能從圓形區(qū)域磁場B2射出時，A、B間的電壓值應滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示為一離子選擇器。極板A、B間距為d，用來研究粒子的種類及偏向角。在A、B間加電壓，B板電勢高于A板電勢，且A、B極板間有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度為B1。P為一內壁光滑、緣絕兩端開口的直細管，右端的開口在半徑為R的圓形磁場區(qū)域中心O點（作為坐標原點），此磁場方向垂直紙面向里，磁感應強度為B2（細管中不存在磁場）。細管的中心軸所在的直線通過S粒子源，粒子源可發(fā)出電荷量為q、質量為m、速度大小和方向都不同的粒子，當有粒子從圓形磁場區(qū)域射出時，其速度方向與x軸的夾角為偏向角。不計粒子重力。⑴若已知A、B間電壓值為U，求從磁場B1射出能射入P管的粒子速度v的大��；⑵若粒子能從圓形區(qū)域磁場B2射出，其偏向角為θ，求A、B間的電壓值U；⑶粒子能從圓形區(qū)域磁場B2射出時，A、B間的電壓值應滿足什么條件？


 


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（08年西南師大附中期末）(14分) 質譜儀是測量帶電粒子的質量和分析同位素的重要工具．如圖所示為一種質譜儀的示意圖．已知離子的質量為m，帶電量為q, 重力不計.速度選擇器其中電場強度為E，勻強磁場磁感應強度為B1．

(1) 為了使離子從靜止開始經加速電場后沿直線穿過速度選擇器，加速電壓U應多大？

(2) 離子進入勻強磁場區(qū)域B2后，要使離子打在乳膠片上的位置距離射入點O的距離為L, B2應為多大？

       (3) 離子在勻強磁場區(qū)域B2中運動的時間多長？

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