精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

【题目】如图所示为一种质谱仪的工作原理图,圆心角为90°的扇形区域OPQ中存在着磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场,所有带电粒子经加速电压U加速后从小孔C射出,由磁场边界OPN点垂直OP进入磁场区域,然后均从边界OQ射出,ON=l,不计粒子重力。

(1)若由静止开始加速的某种粒子X从边界OQ射出时速度方向与OQ垂直,其轨迹如图中实线所示,求该粒子的比荷

(2)若由静止开始加速的另一种粒子Y,其比荷是X粒子比荷的,求该粒子在磁场区域中运动的时间t

【答案】(1) (2)

【解析】

(1) X粒子在电场中加速的末速度为v0,由动能定理可得

在磁场中由洛伦兹力充当向心力可得

由几何知识可知,粒子的轨道半径为

r=l

联立解得

(2)Y粒子在电场中加速的末速度为v1,由动能定理可得

在磁场中由洛伦兹力充当向心力可得

解得

r1=2l

Y粒子在磁场中的轨迹如图所示,圆心为O1

由图可得

由三角函数可知

所以在磁场中运动的时间为

联立解得

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】一质量为m的滑块在粗糙水平面上滑行,通过频闪照片分析得知,滑块在最初2 s内的位移是最后2 s 内位移的2倍,且已知滑块最初开始1 s内的位移为2.5 m,由此可求得(  )

A. 滑块的加速度大小为5 m/s2

B. 滑块的初速度为5 m/s

C. 滑块运动的总时间为3 s

D. 滑块运动的总位移为4.5 m

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,足够长的传送带与水平面的夹角为θ,传送带以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数μ>tanθ,则能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的图象是(

A.B.C.D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,质量的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块与质量的小球B相连.今用跟水平方向成角的力,拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,.:

(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角;

(2)木块与水平杆间的动摩擦因数为.

(3)为多大时,使球和木块一起向右匀速运动的拉力最小?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,MN 是一半圆形绝缘线,O 点为圆心,P 为绝缘线所在圆上一点,且 OP垂直于 MN,等量异种电荷分别均匀分布在绝缘线上、下圆弧上.下列说法中正确的( )

A.O 点处和 P 点处的电场强度大小相等,方向相同

B.O 点处和 P 点处的电场强度大小不相等,方向相同

C.将一正点电荷沿直线从 O 移动到 P,电场力始终不做功

D.将一正点电荷沿直线从 O 移动到 P,电势能增加

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】在《探究感应电流方向的规律》实验中

1)用试触的方法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系。如图(1)所示实验表明,如果电流从负接线柱流入指针将向______偏转(填左或右)。

2)观察如图(2)所示的线圈绕线方向,若电流从A流入到B流出,从上向下看电流的方向为______(填顺时针或逆时针)。

3)用如图(3)所示的实验装置,若电流表指针向右偏转,则线圈中感应电流产生的磁场的方向_______(填向上或向下)。用电流表观察感应电流的方向,然后判断感应电流的磁场方向,得到如下实验记录。

磁铁的磁场方向

向下

向下

向上

向上

磁铁的磁通量的变化

增大

减小

增大

减小

感应电流的磁场方向

向上

向下

向下

向上

由些得出下列判断中正确的是_________

A.感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反

B.感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相同

C.磁通量增大时,感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反

D.磁通量减小时,感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,在xOy平面内,位于原点O的放射源向各方向均匀发出速率为v0的带正电粒子,粒子的质量均为m、电荷量均为q。在直线y=d下方分布着一个左右足够宽、方向沿y轴正向的匀强电场E;在直线y=d上方有一平行于x轴的感光板MN,直线y=dMN之间区域有左右足够宽、方向垂直于纸平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B=。粒子第一次离开电场上边界y=d时,能够到达的最右侧位置为,不计粒子重力以及粒子间的相互作用,只考虑每个粒子在电场中和磁场中各运动一次。

1)求电场强度的大小E

2)若要求所有粒子都不能打在感光板MN上,则MNx轴的最小距离h1是多大?

3)若要求所有粒子都能打在感光板MN上,则MNx轴的最大距离h2是多大?当MNx轴的距离为h2时,MN板上被粒子击中的长度是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线,其波速为,则下列说法正确的是(  )

A.从图示时刻开始,质点b比质点a晚回到平衡位置

B.从图示时刻开始,经时间处质点通过的路程为

C.若该波波源从处沿x轴正方向运动,则在处接收到的波的频率将小于

D.若该波传播过程中遇到宽约为的障碍物,则能发生明显的衍射现象

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某同学想把满偏电流为的电流表改装成为双量程电压表,并用改装的电表去测量某电源的电动势和内阻:

(1)图甲是测量内阻的实验原理图,其中量程小于,先闭合开关,将拨向接点a,调节变阻器直至满偏。

(2)保持滑片位置不动,将拨向接点b,调节,直至满偏,此时电阻箱旋钮位置如图乙所示,记录数据,断开

(3)现用电流表改装成0~1.5V0~3.0V的双量程电压表,电路如图丙所示;则______

(4)用改装后的电压表的0~挡接在待测电源(内阻较大)两端时,电压表的示数为;换用0~挡测量,示数为;则电源的电动势E______V,内阻r______

(5)将上述电源与两个完全相同的元件X连接成电路图丁,X元件的伏安特性曲线如图戊;则通过X元件的工作电流为______

查看答案和解析>>

同步练习册答案