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【题目】有一种质谱仪的工作原理图如图所示.静电分析器是四分之一圆弧的管腔,内有沿圆弧半径方向指向圆心O1的电场,且与圆心O1等距各点的电场强度大小相等.磁分析器中以O2为圆心、圆心角为90°的扇形区域内,分布着方向垂直于纸面的匀强磁场,其左边界与静电分析器的右边界平行.由离子源发出一个质量为m、电荷量为q的正离子(初速度为零,重力不计),经加速电场加速后,从M点沿垂直于该点的电场方向进入静电分析器,在静电分析器中,离子沿半径为R的四分之一圆弧做匀速圆周运动,并从N点射出静电分析器.而后离子由P点射入磁分析器中,最后离子沿垂直于磁分析器下边界的方向从Q点射出,并进入收集器.已知加速电场的电压为U,磁分析器中磁场的磁感应强度大小为B

(1)请判断磁分析器中磁场的方向;

(2)求静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小;

(3)求磁分析器中Q点与圆心O2的距离d

【答案】1)垂直纸面向外(2)(3)

【解析】

1)带正电的粒子进磁场的速度水平向右,要从下边界Q射出,P点的洛伦兹力必须竖直向下,根据洛伦兹力左手定则判断磁场方向垂直纸面向外.

2)设离子进入静电分析器时的速度为v,离子在加速电场中加速,

根据动能定理

离子在静电分析器中做匀速圆周运动,指向圆心O1的电场力为向心力,有

①②解得

3)离子在磁分析器中做匀速圆周运动,圆心为O2,根据牛顿第二定律

由题意可知,水平向右进入磁场,竖直向下离开磁场,根据几何关系可得圆周运动的轨道半径

①④⑤式解得

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图,两固定的绝缘斜面倾角均为θ,上沿相连.两细金属棒ab(仅标出a)cd(仅标出c)长度均为L,质量分别为2mm;用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca,并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上,使两金属棒水平.右斜面上存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上.已知两根导线刚好不在磁场中,回路电阻为R,两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度大小为g.已知金属棒ab匀速下滑.求:

(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小;

(2)金属棒运动速度的大小.

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【题目】关于一定量的气体,下列说法错误的是(

A.气体温度每升高1开和每升高1摄氏度等价

B.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低

C.在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强为零

D.气体在等压膨胀过程中温度一定升高

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A圆环可能做匀减速运动

B圆环可能做匀速直线运动

C圆环克服摩擦力所做的功可能为

D圆环克服摩擦力所做的功不可能为

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【题目】空间某一静电场的电势φx轴上的分布如图所示,图中曲线关于纵轴对称。在x轴上取ab两点,下列说法正确的是(

A.ab两点的电场强度在x轴上的分量都沿x轴正向

B.ab两点的电场强度在x轴上的分量都沿x轴负向

C.ab两点的电场强度在x轴上的分量大小Ea<Eb

D.一正电荷沿x轴从a点移到b点过程中,电场力先做正功后做负功

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示为氢原子的能级示意图,假设氢原子从n能级向较低的各能级跃迁的概率均为。则对300个处于能级的氢原子,下列说法正确的是(  )

A.向低能级跃迁时,向外辐射的光子的能量可以是任意值

B.向低能级跃迁时,向外辐射的光子能量的最大值为12.75eV

C.辐射的光子总数为500

D.吸收大于1eV的光子时不能电离

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ,其中MNPQ平行且间距为LNQ间接有阻值为R的电阻,匀强磁场垂直导轨平面,磁感应强度为B,导轨电阻不计。质量为m的金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且接触良好,ab棒接入电路的电阻为r,当金属棒ab下滑距离x时达到最大速度v,重力加速度为g,则在这一过程中(  

A.金属棒做匀加速直线运动

B.当金属棒速度为时,金属棒的加速度大小为0.5g

C.电阻R上产生的焦耳热为

D.通过金属棒某一横截面的电量为

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【题目】如图是某款能一件自动上水的全自动智能电热壶,当壶内水位过低时能自动加满水,加热之后的水,时间长了冷却,机器又可以自动加热到设定温度。某同学为了研究其工作原理,经进一步查阅厂家相关技术说明了解到:一键加水是由一水泵(电动机)和传感器来实现的,单独对这一部分进行测试时发现,当其两端所加电压时,电动机带不动负载,因此不转动,此时通过它的电流;当其两端所加电压时(通过变压器实现),电动机能带动负载正常运转,这时电流,则下列说法正确的是()

A.这种电热壶工作时加热部分的电阻值约为

B.正常工作时,其输出的机械功率为

C.正常工作时,其电动机内阻两端电压为

D.使用一天该水壶消耗的电能为

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【题目】斜向上抛出一个爆竹,到达最高点时(速度水平向东)立即爆炸成质量相等的三块,前面一块速度水平向东,后面一块速度水平向西,前、后两块的水平速度(相对地面)大小相等、方向相反。则以下说法中正确的是

A. 爆炸后的瞬间,中间那块的速度可能水平向西

B. 爆炸后的瞬间,中间那块的速度大于爆炸前瞬间爆竹的速度

C. 爆炸后三块将同时落到水平地面上,并且落地时的动量相同

D. 爆炸后的瞬间,中间那块的动能可能小于爆炸前的瞬间爆竹的总动能

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同步练习册答案
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