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如圖所示為一種質(zhì)譜儀示意圖，由加速電場(chǎng)、靜電分析器和磁分析器組成。已知：靜電分析器通道的半徑為R，均勻輻射電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E。磁分析器中有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為B。問(wèn)：（1）為了使位于A處電量為q、質(zhì)量為m的離子，從靜止開(kāi)始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿圖中圓弧虛線通過(guò)靜電分析器，加速電場(chǎng)的電壓U應(yīng)為多大？（2）離子由P點(diǎn)進(jìn)入磁分析器后，最終打在乳膠片上的Q點(diǎn)，該點(diǎn)距入射點(diǎn)P多遠(yuǎn)？

（1）

（2）

（1）離子在加速電場(chǎng)中加速，根據(jù)動(dòng)能定理有

① (2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，有

② (2分)
解得

③ (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，有

　　　④ (3分)
由②、④式得

⑤ (2分)

(1分)

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相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

磁譜儀是測(cè)量

能譜的重要儀器。磁譜儀的工作原理如圖所示，放射源Ｓ發(fā)出質(zhì)量為m、電量為q的粒子沿垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為Ｂ的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，被限束光欄Ｑ限制在２

的小角度內(nèi)，

粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后打到與束光欄平行的感光片Ｐ上。（重力影響不計(jì)）
（１）若能量在Ｅ∽Ｅ＋ΔＥ（ΔＥ>0，且ΔＥ<<Ｅ）范圍內(nèi)的

粒子均垂直于限束光欄的方向進(jìn)入磁場(chǎng)。試求這些

粒子打在膠片上的范圍Δx₁ .
(2)實(shí)際上，限束光欄有一定的寬度，

粒子將在２

角內(nèi)進(jìn)入磁場(chǎng)。試求能量均為Ｅ的

粒子打到感光膠片上的范圍Δx₂

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示為一種獲得高能粒子的裝置，環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào)的均勻磁場(chǎng)（環(huán)形區(qū)域的寬度非常小）。質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子可在環(huán)中做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)。A、B為兩塊中心開(kāi)有小孔的距離很近的極板，原來(lái)電勢(shì)均為零，每當(dāng)帶電粒子經(jīng)過(guò)A板準(zhǔn)備進(jìn)入AB之間時(shí)，A板電勢(shì)升高為+U，B板電勢(shì)仍保持為零，粒子在兩板間的電場(chǎng)中得到加速。每當(dāng)粒子離開(kāi)B板時(shí)，A板電勢(shì)又降為零。粒子在電場(chǎng)中一次次加速下動(dòng)能不斷增大，而在環(huán)形磁場(chǎng)中繞行半徑R不變。（設(shè)極板間距遠(yuǎn)小于R）下列說(shuō)法正確的是

A．粒子從A板小孔處由靜止開(kāi)始在電場(chǎng)力作用下加速，繞行n圈后回到A板時(shí)獲得的總動(dòng)能為2nqU
B．粒子在繞行的整個(gè)過(guò)程中，每一圈的運(yùn)動(dòng)時(shí)間不變
C．為使粒子始終保持在半徑為R的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小必須周期性遞減
D．粒子繞行第n圈時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖是醫(yī)用回旋加速器示意圖，其核心部分是兩個(gè)D型金屬盒，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并分別與高頻電源相連。現(xiàn)分別加速氘核（

H）和氦核（

He）。下列說(shuō)法中正確的是

A．它們的最大速度相同

B．它們的最大動(dòng)能相同

C．它們?cè)?I>D形盒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的周期相同

D．僅增大高頻電源的頻率可增大粒子的最大動(dòng)能

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，質(zhì)量為m帶電量為q的帶電粒子，從離子源以很小的速度進(jìn)入電勢(shì)差為U的電場(chǎng)中加速后垂直進(jìn)入磁場(chǎng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中，不計(jì)粒子從離子源射出時(shí)的速度，求：

（1）帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小？
（2）帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)半徑？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

圖4是測(cè)量帶電粒子質(zhì)量的儀器的工作原理示意圖.設(shè)法使某有機(jī)化合物的氣態(tài)分子導(dǎo)入圖中所示的容器A中，使它受到電子束轟擊，失去一個(gè)電子變?yōu)檎粌r(jià)的分子離子.分子離子從狹縫S₁以很小的速度進(jìn)入電壓為U的加速電場(chǎng)區(qū)（初速不計(jì)），加速后，再通過(guò)狹縫S₂、S₃射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于磁場(chǎng)區(qū)的界面PQ.最后，分子離子打到感光片上，形成垂直于紙面且平行于狹縫S₃的細(xì)線.若測(cè)得細(xì)線到狹縫S₃的距離為d，試導(dǎo)出分子離子的質(zhì)量m的表達(dá)式.

圖4

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示為一離子選擇器，極板A、B間距為d，用來(lái)研究粒子的種類及偏向角，在A、B間加電壓，B板電勢(shì)高于A板電勢(shì)，且A、B極板間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B_l，P為一剮性內(nèi)壁光滑絕緣的兩端開(kāi)口的直細(xì)管'右端開(kāi)口在一半徑為R的圓形磁場(chǎng)區(qū)域中心O點(diǎn)（即坐標(biāo)原點(diǎn)），此磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶锏膭驈?qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B₂。細(xì)管的中心軸所在直線通過(guò)S粒子源，粒子源可發(fā)出電荷量為q、質(zhì)量為m、速度大小、方向都不同粒子。當(dāng)有粒子從圓形區(qū)域磁場(chǎng)射出時(shí)，其速度方向與x軸的夾角為偏向角。不計(jì)粒子重力。

（1）若已知A、B間電壓值為U，求能射入直細(xì)管中的粒子速度v的大小；
（2）若粒子能從圓形區(qū)域磁場(chǎng)射出時(shí)，其偏向角為

，求A、B間的電壓值U₁；
（3）若粒子能從圓形區(qū)域磁場(chǎng)射出時(shí)，A、B間的電壓值U₂應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，在xoy平面內(nèi)的y軸左側(cè)有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，y軸右側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，y軸為勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的理想邊界。一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子（不計(jì)重力）從x軸上的N點(diǎn)（-L，0）以v₀沿x軸正方向射出。已知粒子經(jīng)y軸的M點(diǎn)（0，-L/2）進(jìn)入磁場(chǎng)，若勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為

.求：

（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小；
（2）若粒子離開(kāi)電場(chǎng)后，y軸左側(cè)的電場(chǎng)立即撤去，通過(guò)計(jì)算判斷粒子離開(kāi)磁場(chǎng)后到達(dá)x軸的位置是在N點(diǎn)的左側(cè)還是右側(cè)？
（3）若粒子離開(kāi)電場(chǎng)后，y軸左側(cè)的電場(chǎng)立即撤去。要使粒子能回到N點(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)改為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電荷量為q的液滴在豎直面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)．已知電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則液滴的質(zhì)量和環(huán)繞速度分別為