(12分)(2010·蘇州模擬)質(zhì)譜儀可測(cè)定同位素的組成．現(xiàn)有一束一價(jià)的鉀39和鉀41離子經(jīng)電場(chǎng)加速后，沿著與磁場(chǎng)和邊界均垂直的方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖11所示．測(cè)試時(shí)規(guī)定加速電壓大小為U0，但在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加速電壓有較小的波動(dòng)，可能偏大或偏小ΔU.為使鉀39和鉀41打在照相底片上的區(qū)域不重疊，ΔU不得超過(guò)多少？(不計(jì)離子的重力)
U0
設(shè)加速電壓為U，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電荷的電荷量為
q，質(zhì)量為m，運(yùn)動(dòng)半徑為R，則
由qU＝mv2，qvB＝m，
解得R＝ 
由此式可知，在B、q、U相同時(shí)，m小的半徑小，所以鉀39半徑小，鉀41半徑大；在m、B、q相同時(shí)，U大半徑大．
設(shè)：鉀39質(zhì)量為m1，電壓為U0＋ΔU時(shí)，最大半徑為R1；鉀41質(zhì)量為m2，電壓為
U0－ΔU時(shí)，鉀41最小半徑為R2.則
R1＝ 
R2＝ 
令R1＝R2，則m1(U0＋ΔU)＝m2(U0－ΔU)
解得：
ΔU＝U0＝U0＝U0.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

(2011年福州質(zhì)檢)如圖9－3－15所示，兩根電阻忽略不計(jì)的相同金屬直角導(dǎo)軌相距為l，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊垂直于水平面，且都是足夠長(zhǎng)．兩金屬桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，且最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等．回路總電阻為R，整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．現(xiàn)使桿ab受到F＝5.5＋1.25t(N)的水平外力作用，從水平導(dǎo)軌的最左端由靜止開(kāi)始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，桿cd也同時(shí)從靜止開(kāi)始沿豎直導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)．已知：l＝2 m，mab＝1 kg，mcd＝0.1 kg，R＝0.4 Ω，μ＝0.5，g取10 m/s2.求：

圖9－3－15
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�
(2)cd桿下落過(guò)程達(dá)最大速度時(shí)，ab桿的速度大小．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（2010·上海物理）（14分）如圖，寬度L=0.5m的光滑金屬框架MNPQ固定板個(gè)與水平面內(nèi)，并處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.4T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，框架的電阻非均勻分布，將質(zhì)量m=0.1kg，電阻可忽略的金屬棒ab放置在框架上，并且框架接觸良好，以P為坐標(biāo)原點(diǎn)，PQ方向?yàn)閤軸正方向建立坐標(biāo)，金屬棒從處以的初速度，沿x軸負(fù)方向做的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中金屬棒僅受安培力作用。求：

（1）金屬棒ab運(yùn)動(dòng)0.5m，框架產(chǎn)生的焦耳熱Q；
（2）框架中aNPb部分的電阻R隨金屬棒ab的位置x變化的函數(shù)關(guān)系；
（3）為求金屬棒ab沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)0.4s過(guò)程中通過(guò)ab的電量q，某同學(xué)解法為：先算出金屬棒的運(yùn)動(dòng)距離s，以及0.4s時(shí)回路內(nèi)的電阻R，然后代入
q=

求解指出該同學(xué)解法的錯(cuò)誤之處，并用正確的方法解出結(jié)果。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，絕緣的水平桌面上方有一豎直方向的矩形區(qū)域，該區(qū)域是由三個(gè)邊長(zhǎng)均為L(zhǎng)的正方形區(qū)域ABFE、BCGF和CDHG首尾相接組成的，且矩形的下邊EH與桌面相接．三個(gè)正方形區(qū)域中分別存在方向?yàn)樨Q直向下、豎直向上、豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其場(chǎng)強(qiáng)大小比例為1:1:2．現(xiàn)有一帶正電的滑塊以某一初速度從E點(diǎn)射入場(chǎng)區(qū)，初速度方向水平向右，滑塊最終恰從D點(diǎn)射出場(chǎng)區(qū)．已知滑塊在ABFE區(qū)域所受靜電力和所受重力大小相等，桌面與滑塊之間的滑動(dòng)摩擦因素為0.125，重力加速度為g，滑塊可以視作質(zhì)點(diǎn)．求：

（1）滑塊進(jìn)入CDHG區(qū)域時(shí)的速度大�。�
（2）滑塊在ADHE區(qū)域運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

(10分)A、B為一平行板，板長(zhǎng)為l，兩板間距離為d，板間區(qū)域內(nèi)充滿著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里。一個(gè)質(zhì)量為m，帶電荷量 為+q的帶電粒子以一定初速度沿A、B兩板中線且垂直于磁感線方向射入磁場(chǎng)中，粒子恰好從A板的右邊界飛出。粒子重力不計(jì)。求：

(1)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r和射入磁場(chǎng)的初速度v0各是多少？
(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖9所示，光滑的“∏”形金屬導(dǎo)體框豎直放置，質(zhì)量為m的金屬棒MN與框架接觸良好．磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1、B2的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向相反，但均垂直于框架平面，分別處在abcd和cdef區(qū)域．現(xiàn)從圖示位置由靜止釋放金屬棒MN，當(dāng)金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)B1區(qū)域后，恰好做勻速運(yùn)動(dòng)．以下說(shuō)法中正確的有(　　)
A．若B2＝B1，金屬棒進(jìn)入B2區(qū)域后將加速下滑
B．若B2＝B1，金屬棒進(jìn)入B2區(qū)域后仍將保持勻速下滑
C．若B2<B1，金屬棒進(jìn)入B2區(qū)域后可能先加速后勻速下滑
D．若B2>B1，金屬棒進(jìn)入B2區(qū)域后可能先減速后勻速下滑

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

在某地上空同時(shí)存在著勻強(qiáng)的電場(chǎng)與磁場(chǎng)，一質(zhì)量為m的帶正電小球，在該區(qū)域內(nèi)沿水平方向向右做直線運(yùn)動(dòng)，如圖6所示，關(guān)于場(chǎng)的分布情況可能的是(　　)
A．該處電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向重合
B．電場(chǎng)豎直向上，磁場(chǎng)垂直于紙面向里
C．電場(chǎng)斜向里側(cè)上方，磁場(chǎng)斜向外側(cè)上方，均與v垂直
D．電場(chǎng)水平向右，磁場(chǎng)垂直于紙面向里

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

(2010年高考江蘇卷)如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中附加另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，附加磁場(chǎng)位于圖中陰影區(qū)域，附加磁場(chǎng)區(qū)域的對(duì)稱軸OO′與SS′垂直．a、b、c三個(gè)質(zhì)子先后從S點(diǎn)沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁場(chǎng)，它們的速度大小相等，b的速度方向與SS′垂直，a、c的速度方向與b的速度方向間的夾角分別為α、β，且α＞β.三個(gè)質(zhì)子經(jīng)過(guò)附加磁場(chǎng)區(qū)域后能到達(dá)同一點(diǎn)S′，則下列說(shuō)法中正確的有(　　)

A三個(gè)質(zhì)子從S運(yùn)動(dòng)到S′的時(shí)間相等
B．三個(gè)質(zhì)子在附加磁場(chǎng)以外區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心均在OO′軸上
C．若撤去附加磁場(chǎng)，a到達(dá)SS′連線上的位置距S點(diǎn)最近
D．附加磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（16分）如圖所示為某一儀器的部分原理示意圖，虛線OA、OB關(guān)于y軸對(duì)稱，， OA、OB將xOy平面分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)域，區(qū)域Ⅰ、Ⅲ內(nèi)存在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反。帶電粒子自x軸上的粒子源P處以速度v0沿y軸正方向射出，經(jīng)時(shí)間t到達(dá)OA上的M點(diǎn)，且此時(shí)速度與OA垂直。已知M到原點(diǎn)Ｏ的距離OM = a，不計(jì)粒子的重力。求：

（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大��；
（2）為使粒子能從M點(diǎn)經(jīng)Ⅱ區(qū)域通過(guò)OB上的N點(diǎn)，M、N點(diǎn)關(guān)于y軸對(duì)稱，可在區(qū)域Ⅱ內(nèi)加一垂直xOy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，求該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值和粒子經(jīng)過(guò)區(qū)域Ⅲ到達(dá)x軸上Q點(diǎn)的橫坐標(biāo)；
（3）當(dāng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度�。�2）問(wèn)中的最小值時(shí)，且該磁場(chǎng)僅分布在一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi)。由于某種原因的影響，粒子經(jīng)過(guò)M點(diǎn)時(shí)的速度并不嚴(yán)格與OA垂直，成散射狀，散射角為，但速度大小均相同，如圖所示，求所有粒子經(jīng)過(guò)OB時(shí)的區(qū)域長(zhǎng)度。

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