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        1. 如圖13所示為一質(zhì)譜儀的構(gòu)造原理示意圖,整個(gè)裝置處于真空環(huán)境中,離子源N可釋放出質(zhì)量相等、電荷量均為qq>0)的離子。離子的初速度很小,可忽略不計(jì)。離子經(jīng)S1S2間電壓為U的電場(chǎng)加速后,從狹縫S3進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,沿著半圓運(yùn)動(dòng)到照相底片上的P點(diǎn)處,測(cè)得PS3的距離為x。求:        

          (1)離子經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后的動(dòng)能;

          (2)離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)量大。

          (3)離子的質(zhì)量。[來源:Zxxk.Com]

          (1)qU(2)xBq(3)


          解析:

          (1)設(shè)離子經(jīng)S1、S2間電壓為U的電場(chǎng)加速后動(dòng)能為Ek

          根據(jù)動(dòng)能定理    Ek=qU………………………………………………………4分

          (2)設(shè)離子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)速率為v,半徑為R,離子質(zhì)量為m

          洛倫茲力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律       ①………………3分

          又因   R=x ②………………………………………………………………3分

          由①②兩式解得離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)量大小  p=mv=xBq………………2分

          (3)對(duì)于離子經(jīng)電壓U加速過程,根據(jù)動(dòng)能定理  ③………………2分

          聯(lián)立①②③,解得……………………………………………………4分

          練習(xí)冊(cè)系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖6-3-13所示為質(zhì)譜儀的原理圖,A為粒子加速器,電壓為U1;B為速度選擇器,磁場(chǎng)與電場(chǎng)正交,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,板間距離為d;C為偏轉(zhuǎn)分離器,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2.今有一質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子經(jīng)加速后,恰好通過速度選擇器,進(jìn)入分離器后做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng),求:

          6-3-13

          (1)粒子的速度v;

          (2)速度選擇器的電壓U2

          (3)粒子在B2磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R.

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          科目:高中物理 來源: 題型:

           質(zhì)譜儀是用來測(cè)定帶電粒子質(zhì)量的一種裝置,如圖13所示,電容器兩極板相距為d,兩板間電壓為U,極板間勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,方向垂直紙面向外,一束電量相同、質(zhì)量不同的帶正電的粒子沿電容器的中線平行于極板射入電容器,沿直線穿過電容器后進(jìn)入另一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中, 磁場(chǎng)方向垂直紙面向外.結(jié)果分別打在感光片上的a、b兩點(diǎn),設(shè)a、b兩點(diǎn)之間距離為△x,粒子所帶電荷量為q,且不計(jì)重力,求:

          (1)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)B2時(shí)的速度v

          (2)打在a、b兩點(diǎn)的粒子的質(zhì)量之差△m。

           

           

           

           

           

           

           

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          科目:高中物理 來源:四川省成都七中09-10學(xué)年高二下學(xué)期期中考試 題型:計(jì)算題

           質(zhì)譜儀是用來測(cè)定帶電粒子質(zhì)量的一種裝置,如圖13所示,電容器兩極板相距為d,兩板間電壓為U,極板間勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,方向垂直紙面向外,一束電量相同、質(zhì)量不同的帶正電的粒子沿電容器的中線平行于極板射入電容器,沿直線穿過電容器后進(jìn)入另一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中, 磁場(chǎng)方向垂直紙面向外.結(jié)果分別打在感光片上的a、b兩點(diǎn),設(shè)a、b兩點(diǎn)之間距離為△x,粒子所帶電荷量為q,且不計(jì)重力,求:

          (1)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)B2時(shí)的速度v;

          (2)打在a、b兩點(diǎn)的粒子的質(zhì)量之差△m

           

           

           

           

           

           

           

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