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如图所示,离子源产生的初速度为零、带电量均为、质量不同的正离子,被电压为的加速电场加速后匀速通过准直管,在到两极板等距离处垂直射入平行板间的匀强偏转电场,平行板间的电压为.偏转后通过极板上的小孔离开电场.经过一段匀速直线运动,垂直于边界进入磁感强度大小为、方向垂直于纸面向外的匀强磁场,已知.(忽略粒子所受重力)

(1)试求质量为的正离子在磁场中做圆周运动的半径;

(2)若质量为的正离子恰好垂直打在的中点处,试求能打在边上的正离子的质量范围.

 

 

【答案】

(1)设正离子从小孔处射出时的速度大小为,则从点到小孔的过程中,由动能定理得:……………………………………………①(2分)

解得:………………………②(1分)

设质量为的离子在磁场中做圆周运动的半径为,则:

………………………………③(2分)

联立②③两式,解得:

……………………………④(2分)

(2)如图所示,设能打在边界上两点的正离子的质量分别为,速度大小分别为,轨道半径分别为,则:

………………………………………………………………⑤(2分)

………………………………………………………⑥(1分)

……………………………………………………………⑦(1分)

……………………………………………………⑧(1分)

…………………………………………………………⑨(1分)

………………………………………………………………⑩(1分)

联立④⑤⑥⑦⑧⑨⑩式,解得:

……………………………………………………………………(1分)

……………………………………………………………(1分)

则能打在边界上的正离子的质量范围为:……………(2分)

【解析】略

 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,离子源产生的初速度为零、带电量均为、质量不同的正离子,被电压为的加速电场加速后匀速通过准直管,在到两极板等距离处垂直射入平行板间的匀强偏转电场,平行板间的电压为.偏转后通过极板上的小孔离开电场.经过一段匀速直线运动,垂直于边界进入磁感强度大小为、方向垂直于纸面向外的匀强磁场,已知.(忽略粒子所受重力)

(1)试求质量为的正离子在磁场中做圆周运动的半径;

(2)若质量为的正离子恰好垂直打在的中点处,试求能打在边上的正离子的质量范围.

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(1)试求质量为的正离子在磁场中做圆周运动的半径;

(2)若质量为的正离子恰好垂直打在的中点处,试求能打在边上的正离子的质量范围.

 

 

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科目:高中物理 来源:2011届山东省诸城市高三2月月考(理综)物理部分 题型:计算题

如图所示,离子源产生的初速度为零、带电量均为、质量不同的正离子,被电压为的加速电场加速后匀速通过准直管,在到两极板等距离处垂直射入平行板间的匀强偏转电场,平行板间的电压为.偏转后通过极板上的小孔离开电场.经过一段匀速直线运动,垂直于边界进入磁感强度大小为、方向垂直于纸面向外的匀强磁场,已知.(忽略粒子所受重力)
(1)试求质量为的正离子在磁场中做圆周运动的半径;
(2)若质量为的正离子恰好垂直打在的中点处,试求能打在边上的正离子的质量范围.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(18分)如图所示,离子源产生的初速度为零、带电量均为、质量不同的正离子,被电压为的加速电场加速后匀速通过准直管,在到两极板等距离处垂直射入平行板间的匀强偏转电场,平行板间的电压为.偏转后通过极板上的小孔离开电场.经过一段匀速直线运动,垂直于边界进入磁感强度大小为、方向垂直于纸面向外的匀强磁场,已知.(忽略粒子所受重力)

(1)试求质量为的正离子在磁场中做圆周运动的半径;

(2)若质量为的正离子恰好垂直打在的中点处,试求能打在边上的正离子的质量范围.

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