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如图所示的平行板器件中.电场强度E和磁感应强度B相互垂直,具有不同水平速度的带电粒子从P孔射入后发生偏转的情况不同.利用这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来,所以叫做速度选择器.若正离子(不计重力)以水平速度v=
E
B
射入速度选择器,则(  )
A.正离子从P孔射入后,能沿着图示虚线路径通过速度选择器
B.正离子从Q孔射入后,能沿着图示虚线路径通过速度选择器
C.仅改变离子的电性,负离子从P孔射入后,不能沿图示虚线路径通过速度选择器
D.仅改变离子的电量,正离子从P孔射入后,不能沿图示虚线路径通过速度选择器

A、正离子从P孔射入,电场力方向竖直向下,大小为qE,洛伦兹力方向竖直向上,大小F=qvB=qE,两个力平衡,粒子做匀速直线运动.故A正确.
B、正离子从Q孔射入,电场力方向竖直向下,洛伦兹力方向竖直向下,两个力不能平衡,将向下偏转.故B错误.
C、改变电荷的电性,从P孔射入,电场力和洛伦兹力都反向,仍然平衡,做匀速直线运动.故C错误.
D、电场力与洛伦兹力平衡时,与电量无关,从P孔射入,只要速度满足条件,都能保持平衡.故D错误.
故选A.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,矩形区域的左边界ad长为L,现从ad中点O垂直于磁场射入一速度方向与ad边夹角为30°、大小为v0的带正电粒子,如图所示.已知粒子电荷量为q,质量为m(重力不计):
(1)若要求粒子能从ab边射出磁场,v0应满足什么条件?
(2)若要求粒子在磁场中运动的时间最长,粒子应从哪一条边界处射出?最长时间是多少?出射点位于该边界上何处?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,质量为m,电量为q的带电粒子,由静止经电压为U加速后,经过A点,垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场后落到图中D点,(忽略重力和空气阻力)
求:(1)带电粒子在A点垂直射入磁场区域时速度V;
(2)A、D两点间的距离L.
(3)已知磁场的宽度为d,要使粒子能从磁场的右边界飞出,加速电压U应该满足什么条件?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

图中为一“速度选择器”装置示意图.a、b为水平放置的平行金属板,一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间.为了选取具有某种特定速率的电子,可在a、b间加上电压,并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场,使所选电子能够沿水平直线OO′运动由O′射出,电子重力不计,可能达到上述目的办法是(  )
A.使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向里
B.使a板电势高于b板,磁场方向垂直纸面向里
C.使a板电势高于b板,磁场方向垂直纸面向外
D.使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向外

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

回旋加速器是加速带电粒子的装置.其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示,要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法中正确的是(  )
A.减小磁场的磁感应强度
B.增大匀强电场间的加速电压
C.增大D形金属盒的半径
D.减小狭缝间的距离

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图,是回旋加速器的原理示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,并分别与高频的交流电相连,已知加速电压为U,D形金属盒的半径为R,两盒之间的狭逢距离为d,若O处粒子源产生质量为m、电荷量为+q的质子在加速器中被加速(忽略粒子质量变化,不计重力),则下列判断正确的是(  )
A.质子加速度的最大动能为
q2B2R2
2m
B.质子每次加速后经过D形盒间的狭缝轨道半径是加速前轨道半径的2倍
C.质子在电场与磁场中运动的总时间为t=
πBR2
2U
+d
2mN
qU
D.不改变磁感应强度B和交变电流的频率f,该回旋加速度器不能用于加速氘核

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

质谱仪是用来测定带电粒子质量和分析同位素的重要装置,在科学研究中具有重要应用.如图所示的是质谱仪工作原理简图,电容器两极板相距为d,两板间电压为U,极板间的匀强磁场的磁感应强度为B1,方向垂直纸面向外.一束电荷量相同但质量不同的粒子沿电容器的中线平行于极板射入电容器,沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场,方向垂直纸面向外.结果分别打在感光片上的a、b两点,设a、b两点之间距离为x,粒子所带电荷量为q,且不计重力.则以下判断正确的是(  )
A.该束带电粒子的电性均相同,且均带正电
B.该束带电粒子的电性均相同,且均带负电
C.该束带电粒子的速度均相同,且均为
U
B1d
D.打在a、b两点的粒子的质量之差△m=
B1B2qdx
2U

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

质谱仪是一种分析同位素的重要工具,它的构造原理如图所示。离子源S产生质量为m、电荷量为q的钾离子,离子出来时速度很小,可视为零。离子经过电势差为U的电场加速后,沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场,经半圆周到达照相底片上的P点。

(1)求粒子进入磁场时的速度
(2)求P点到入口S1的距离x;
(3)在实验过程中由于仪器不完善,加速电压在平均值U附近变化U,求需要以多大相对精确度U/U维持加速电压值,才能使钾39、钾41的同位素束在照相底片上不发生覆盖。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

质谱仪是用来测定带电粒子质量和分析同位素的重要装置,在科学研究中具有重要应用。如图所示是质谱仪工作原理简图,电容器两极板相距为d,两板间电压为U,极板间的匀强磁场的磁感应强度为B1,方向垂直纸面向外。一束电荷量相同但质量不同的粒子沿电容器的中线平行于极板射入电容器,沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为B2、方向垂直纸面向外的匀强磁场。结果分别打在感光片上的a、b两点,设a、b两点之间距离为x,粒子所带电荷量为q,且不计重力。

求:(1)该束带电粒子的电性和速率?
(2)打在a、b两点的粒子的质量之差?

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