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精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情

【題目】如圖所示為一質譜儀的構造原理示意圖，整個裝置處于真空環境中，離子源可釋放出質量相等、電荷量均為的離子．離子的初速度很小，可忽略不計．離子經、間電壓為的電場加速后，從狹縫進入磁感應強度大小為、方向垂直于紙面向外的勻強磁場中，沿著半圓運動到照相底片上的點處，測得到的距離為．求：

（）離子經電壓為的電場加速后的動能；

（）離子在磁場中運動時的動量大小；

（）離子的質量．

【答案】（）；（）；（）．

【解析】（）設離子經、間電壓為的電場加速后動能為，根據動能定理：．

（）設離子進入磁場后做勻速圓周運動速率為，半徑為，離子質量為，洛倫茲力提供向心力，根據牛頓第二定律有： … ①

又因： … ②

由①②兩式計算得出離子在磁場中運動時的動量大小：．

（）對于離子經電壓加速過程，根據動能定理： … ③

聯立①②③計算得出：．

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A. 當53°＜α＜90°時，A、B的速率之比vA∶vB＝1∶cosα

B. 當53°＜α＜90°時，A、B的速率之比vA∶vB＝cos α∶1

C. A能獲得的最大速度為1 m/s

D. A能獲得的最大速度為

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（1）小車在水平桌面上運動過程中受到的阻力大小f；

（2）小車在B點的速度大小vm；

（3）平臺末端B點到C點的豎直高度；

（4）現將半圓槽上半部的EF部分去掉，小滑塊從E點脫離半圓槽后繼續上升離E點的最大高度h。

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