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如图所示,由质量为m、电量为q的不同速率的正离子组成的离子束,经小孔O射入有匀强电场(场强大小为E)与匀强磁场(场强大小为B)的速度选择器内,只有速率为某一值v1的离子才能沿入射方向作匀速直线运动,当它通过宽度为d的缝射入另一个只有匀强磁场(场强大小为,方向垂直于纸面向外)的区域,离子将做匀速圆周运动。
(1)求运动轨迹不发生偏折的离子的初速度v1
(2)如果初速为v2(已知)的离子(v2>v1)在射出速度选择器时的侧移正好为d/2,求这种离子射出后所做圆周运动的半径。
解:(1)正离子进入电场和磁场后,轨迹不发生偏折,必有qE=qv1B
∴v1=E/B 
(2)因为v2>v1,所以速率为v2的正离子所受洛仑兹力大于电场力,离子必向上偏折,设从缝边射出时速率为,由于洛仑兹力对其不做功,据动能定理有

该正离子在磁场中作匀速圆周运动时有
由以上二式消去可得
练习册系列答案
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如图所示,一质量为m的小球,用长为L的轻绳悬挂于O点,
(1)小球在水平拉力F的作用下从平衡位置P点缓慢地移动到Q点,此时悬线与竖直方向的夹角为θ;
(2)小球在水平恒力F作用下由P点移动到Q点,此时悬线与竖直方向的夹角为θ.
求上述(1)、(2)两种情况下拉力F所做的功各为多大?

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(1)微粒从电容器I加速后的速度大小;
(2)电容器IICD间的电压;
(3)假设粒子与塑料板碰撞后,电量和速度大小不变、方向变化遵循光的反射定律,碰撞时间极短忽略不计,微粒在MN与PQ之间运动的时间和路程.

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精英家教网如图所示,一个质量为m=2.0×10-11kg,电荷量为q=1.0×10-5C的带正电粒子P(重力忽略不计),从静止开始经U1=100V电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场,偏转电场的电压为U2.金属板长L=20cm,两板间距d=20cm,上极板带正电,下极板带负电.粒子经过偏转电场后进入右侧垂直纸面向里的水平匀强磁场中,位于磁场左侧的理想边界紧邻偏转电场,磁场中其余区域没有边界.磁场磁感应强度为B.求:
(1)微粒进入偏转电场时的速度大小?
(2)若粒子一定会由偏转电场进入磁场中,偏转电压U2满足什么条件?
(3)在(2)前提下若粒子离开磁场后不会第二次进入偏转电场,则磁感应强度B应满足什么条件?

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科目:高中物理 来源:101网校同步练习 高二物理 山东科学技术出版社 鲁教版 题型:038

如图所示,由质量为m,电荷量为q,速率不同(可由同一电场加速)的正离子组成的离子束,经小孔O射入场强为E的匀强电场与磁感应强度为B1的匀强磁场的区域内(速度选择器),只有速率为某一值v1的离子才能沿入射方向做匀速直线运动.当它通过宽度为d的缝的正中位置后射入另一个匀强磁场的区域(磁感应强度大小为B2,方向垂直纸面向外),离子将做匀速圆周运动(质谱仪).

(1)求运动轨迹不发生偏折的离子的初速度v1

(2)如果初速度v2的离子(v2>v1)在射出速度选择器时的侧移正好为d,求这种离子射出后所做圆周运动的半径.

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