如圖所示的裝置，左半部為速度選擇器，右半部為勻強(qiáng)的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)．一束同位素離子流從狹縫S1射入速度選擇器，能夠沿直線通過(guò)速度選擇器并從狹縫S2射出的離子，又沿著與電場(chǎng)垂直的方向，立即進(jìn)入場(chǎng)強(qiáng)大小為E的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，最后打在照相底片D上．已知同位素離子的電荷量為q（q＞0），速度選擇器內(nèi)部存在著相互垂直的場(chǎng)強(qiáng)大小為E0的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，照相底片D與狹縫S1、S2的連線平行且距離為L(zhǎng)，忽略重力的影響．

（1）求從狹縫S2射出的離子速度v0的大�。�

（2）若打在照相底片上的離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中沿速度v0方向飛行的距離為x，求出x與離子質(zhì)量m之間的關(guān)系式（用E0、B0、E、q、m、L示）．


考點(diǎn)：

帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．請(qǐng)大家不要抄襲

分析：

（1）對(duì)離子在速度選擇器內(nèi)進(jìn)行受力分析，受到洛倫茲力和電場(chǎng)力作用；對(duì)離子的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析，能通過(guò)s2射出的離子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可知洛倫茲力和電場(chǎng)力平衡，列式可求得離子速度的大�。�

（2）離子進(jìn)入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng)，即在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在兩個(gè)方向分別列式可得x與離子質(zhì)量m之間的關(guān)系式．

解答：

解：（1）能從速度選擇器射出的離子應(yīng)滿足受到的電場(chǎng)力和洛倫茲力大小相等，方向相反，則有：

qE0=qv0B0

解得：

（2）離子進(jìn)入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)E后做類平拋運(yùn)動(dòng)，則有：

水平方向：x=v0t

豎直方向：

離子在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用，由牛頓第二定律得：qE=ma

聯(lián)立以上各式解得：．

答：（1）從狹縫S2射出的離子速度v0的大小為．

（2）x與離子質(zhì)量m之間的關(guān)系式為．

點(diǎn)評(píng)：

該題考察到了帶電粒子在正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，解決此類為題的關(guān)鍵是正確的對(duì)帶電粒子進(jìn)行受力分析．當(dāng)電場(chǎng)力與洛倫茲力為一對(duì)平衡力時(shí)，粒子將做勻速直線運(yùn)動(dòng)．同時(shí)還考察了帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，所做的運(yùn)動(dòng)是類平拋運(yùn)動(dòng)．此類問(wèn)題往往應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式進(jìn)行解答．

　

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


用描跡法畫出電場(chǎng)中一個(gè)平面上等勢(shì)線的原理是：利用導(dǎo)電紙中的恒定電流場(chǎng)模擬真空中的等量異種電荷的靜電場(chǎng)。所用器材為一個(gè)低壓直流電源、開關(guān)、圓柱形金屬電極兩個(gè)、一塊平板、一張導(dǎo)電紙、一張復(fù)寫紙、一張白紙、圖釘兩個(gè)、一個(gè)DIS電壓傳感器及配套器材。

（1）實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，如果以A、B兩個(gè)電極的連線為x軸，以A、B連線的中垂線為y軸，每相隔相等的電壓就畫一條等勢(shì)線，那么這些等勢(shì)線在空間的分布情況是（     ）（多選）

A．關(guān)于x軸對(duì)稱              

B．關(guān)于y軸對(duì)稱

C．等勢(shì)線之間的距離相等，間隔均勻　

D．距電極越近等勢(shì)線越密

（2）若把電源電壓提高到原來(lái)的2倍，則描繪得到的等勢(shì)線形狀與原來(lái)　　　　（填“相同”或“不同”）

（3）若將電壓傳感器的兩個(gè)探針?lè)旁?i>P、Q兩點(diǎn)測(cè)得的電壓為U，再將兩個(gè)探針?lè)旁?i>P、M兩點(diǎn)時(shí)測(cè)得的電壓為U′，則U　　　U′（填“＞”、“＜”、或“＝”）。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


圖是質(zhì)譜儀工作原理的示意圖．帶電粒子a、b經(jīng)電壓U加速（在A點(diǎn)初速度為零）后，進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，最后分別打在感光板S上的x1、x2處．圖中半圓形的虛線分別表示帶電粒子a、b所通過(guò)的路徑，則（　�。�

　

A．

a的質(zhì)量一定大于b的質(zhì)量

　

B．

a的電荷量一定大于b的電荷量

　

C．

a運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大于b運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

　

D．

a的比荷（）大于b的比荷（）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


為了解釋地球的磁性，19世紀(jì)安培假設(shè)：地球的磁場(chǎng)是由繞過(guò)地心的軸的環(huán)形電流I引起的．在如圖四個(gè)圖中，正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是（　　）

　

A．

B．

C．

D．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的區(qū)域中有一光滑斜面體，在斜面上放了一根長(zhǎng)L，質(zhì)量為m的導(dǎo)線，當(dāng)通以如圖示方向的電流I后，導(dǎo)線恰能保持靜止，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B可以為（　�。�

　

A．

B=，方向垂直紙面向外

　

B．

B=，方向垂直紙面向里

　

C．

B=，方向豎直向下

　

D．

B=，方向水平向左

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，足夠長(zhǎng)的水平傳送帶以的速度勻速運(yùn)行. t=0時(shí)，在最左端輕放一質(zhì)量為m的小滑塊，t=4s時(shí)，傳送帶以的加速度減速停下. 已知滑塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2. 關(guān)于滑塊相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)的速度v(向右為正)、滑塊所受的摩擦力f(向右為正)、滑塊所受的摩擦力做功的功率的值P、滑塊與傳送帶間摩擦生熱Q的圖像正確的是

A               B            C          D

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


 (1)如圖為“研究木板與木塊間動(dòng)摩擦因數(shù)的大小”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，將一木塊和木板疊放于水平桌面上，彈簧測(cè)力計(jì)一端固定，另一端與木塊水平相連．

①現(xiàn)要測(cè)量木塊和木板之間的滑動(dòng)摩擦力，要使彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)即為木塊和木板之間的滑動(dòng)摩擦力的大小，要求木板的運(yùn)動(dòng)         (填入選項(xiàng)前的字母)

A.必須是勻速直線運(yùn)動(dòng)

B.必須是加速直線運(yùn)動(dòng)

C.必須是減速直線運(yùn)動(dòng)

D.勻速直線運(yùn)動(dòng)、加速直線運(yùn)動(dòng)、減速直線運(yùn)動(dòng)均可

②為測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)，下列物理量中應(yīng)測(cè)量的有______．(填入選項(xiàng)前的字母)

A.木板的長(zhǎng)度L                　 B.彈簧測(cè)力計(jì)的拉力大小F

C.木板的重力G1                  D.木塊的重力G2

(2)某實(shí)驗(yàn)小組用如圖1所示的電路測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r，R為電阻箱，電源允許輸出的最大電流為0.5A.實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下：電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)，電阻箱(限值范圍0～999.9Ω)；開關(guān)、導(dǎo)線若干．

①請(qǐng)根據(jù)圖1的電路圖,在圖2中畫出連線，將實(shí)物圖補(bǔ)充完整;

②實(shí)驗(yàn)時(shí)，改變電阻箱R的值，記錄下電壓表的示數(shù)U，得到如下表所示的幾組R、U的數(shù)據(jù)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖3中描出了對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，請(qǐng)補(bǔ)充畫出－圖線

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

電阻

R/Ω

60.5

35.2

20.0

13.7

9.9

5.8

4.3

3.5

2.9

2.5

電壓

U/V

2.58

2.43

2.22

2.00

1.78

1.40

1.18

1.05

0.93

0.85

③由在圖3中所描的圖像求出電源的電動(dòng)勢(shì)E=______V，內(nèi)電阻r=____Ω．(保留二位有效數(shù)字)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


圖甲為游樂(lè)園中“空中飛椅”的游戲設(shè)施,它的基本裝置是將繩子上端固定在轉(zhuǎn)盤的邊緣上,繩子的下端連接座椅,人坐在座椅上隨轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)而在空中飛旋.若將人和座椅看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn),則可簡(jiǎn)化為如圖乙所示的物理模型,其中P為處于水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)盤,可繞豎直轉(zhuǎn)軸OO'轉(zhuǎn)動(dòng),設(shè)繩長(zhǎng)l=10 m,質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量m=60 kg,轉(zhuǎn)盤靜止時(shí)質(zhì)點(diǎn)與轉(zhuǎn)軸之間的距離d=4.0 m,轉(zhuǎn)盤逐漸加速轉(zhuǎn)動(dòng),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后質(zhì)點(diǎn)與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng),此時(shí)繩與豎直方向的夾角θ=37°,不計(jì)空氣阻力及繩重,且繩不可伸長(zhǎng),sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2,求質(zhì)點(diǎn)與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí):

(1)繩子拉力的大小;

(2)轉(zhuǎn)盤角速度的大小.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


一列橫波沿x軸正向傳播，a、b、c、d為介質(zhì)中沿波傳播方向上四個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位

置．某時(shí)刻的波形如圖5甲所示，此后，若經(jīng)過(guò)周期開始計(jì)時(shí)，則圖乙描述的是(　　)

甲　　　　乙

圖5

A．a(chǎn)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象                                  B．b處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象

C．c處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象                                 D．d處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象

圖6

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案