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串列加速器是用来产生高能离子的装置,图中虚线框内为其主体的原理示意图,其中加速管的中部b处有很高的正电势U,a、c两端均有电极接地(电势为零).现将速度很低的负一价碳离子从a端输入,当离子到达b处时,可被设在b处的特殊装置将其电子剥离,成为n价正离子,而不改变其速度大小.这些正n价碳离子从c端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感强度为B的匀强磁场中,在磁场中做半径为R的圆周运动,已知碳离子的质量m=2.0×10-26kg,U=7.5×105V,B=0.50T,n=2,基元电荷e=1.6×10-19C,求R.

 
0.75m
设碳离子到达b处时的速度为v1,从c端射出时的速度为v2,由能量关系得
  m=eU  ①  mm+neU  ②
  进入磁场后,碳离子做圆周运动,可得  nev2B=m  ③
  由以上三式可得  R=  ④
  由④式及题给数值可解得  R=0.75m
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

已知一质量为m的带电液滴,经电压U加速后,水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中,液滴在此空间竖直平面内做匀速圆周运动,如图所示.则(    )
A.液滴在空间可能受4个力作用B.液滴一定带负电
C.液滴的轨道半径r=D.液滴在场中运动时总机械能不变

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题


(1)加速电场的电压U
(2)Q点的坐标(xy
(3)电子打在荧光屏上的速度.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图(a)所示,两块水平放置的平行金属板A、B,板长L=18.5cm,两板间距d=3cm,两板之间有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=6.0×10-2T,两板加上如图(b)所示的周期性电压,带电时A板带正电.当t=0时,有一个质量m=1.0×10-12kg,带电荷量q=+1.0×10-6C的粒子,以速度v=600m/s,从距A板2.5cm处,沿垂直于磁场、平行于两板的方向射入两板之间,若不计粒子的重力,取π=3.0,求:

(1)粒子在0~1×10-4s内做怎样的运动?位移多大?
(2)带电粒子从射入到射出板间所用的时间.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如下图为一种可用于测量电子电量e与质量m比值e/m的阴极射线管,管内处于真空状态.图中L是灯丝,当接上电源时可发出电子.A是中央有小孔的金属板,当L和A间加上电压时(其电压值比灯丝电压大得多),电子将被加速并沿图中虚直线所示的路径到达荧光屏S上的O点,发出荧光,为两块平行于虚直线的金属板,已知两板间距为d,在虚线所示的圆形区域内可施加一匀强磁场,已知其磁感强度为B,方向垂直纸面向外,a、都是固定在管壳上金属引线,,是三个电压可调并可读出其电压值的直流电源.

(1)试在图中画出三个电源与阴极射线管的有关引线的连线.
(2)导出计算e/m的表达式,要求用应测物理量及题给已知量表示.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,A、B为两块水平放置的金属板,金属板长为L,O'O为两块金属板之间的中心线,O'O=L.MN是一块与金属板靠在一起的绝缘荧光屏。在荧光屏上建立直角坐标系,O为坐标原点,y轴竖直向上,x轴垂直纸面向里。一个重力作用可忽略的带电粒子由O'点沿O'O的方向射入两极板间,如果在两板间存在电场强度为,E,方向竖 直向上的匀强电场时,该粒子打在MN上的坐标为x=0,y处。如果两板间存在磁感应强度为B,方向竖直的匀强磁场时,竖直的匀速磁场时,粒子打在MN上的坐标为x=-L,y=0处。在上述两种情况中,粒子在场中的运动时间相等。

问:(1)粒子带什么电荷?匀强磁场的方向?
(2)带电粒子的荷质比等于多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,水平放置的两平行金属板,它们之间的区域足够大,两板间有一个方向竖直向下的匀强电场,电场强度为E。现一带正电的粒子以速度v0沿垂直于场强方向由P点射入两板间的电场中,当粒子在电场中运动一段时间后它的速度大小达到2v0,这时将电场撤去,同时在两板间加一垂直于纸面方向的匀强磁场,过一段时间后又将磁场撤去,使该粒子恰好能通过P点沿着v0的反方向射出两板间的区域,不计粒子所受的重力作用。

求:所加磁场的磁感强度的方向和大小

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题


(1)电场强度至少为多少?
(2)在(1)问的情况下,要使小球继续运动,第二次通过最高点a时,小球对绝缘管恰好无压力,匀强磁场的磁感应强度多大?(重力加速度为g)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,两块水平放置的带电平行金属板间有竖直向上的匀强电场。一个质量为m、带电量为q的油滴以初速度v0进入电场,并在电场中沿直线运动了一段时间,空气阻力不计,则(    )
A.该油滴带正电
B.在这段时间内电场力所做的功等于油滴重力势能的变化
C.在这段时间内油滴的机械能保持不变
D.在这段时间内油滴的动能保持不变

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