如圖所示，離子源A產(chǎn)生的初速度為零、帶電量均為e、質(zhì)量不同的正離子被電壓為U0的加速電場加速后勻速通過準(zhǔn)直管，垂直射入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場，偏轉(zhuǎn)后通過極板HM上的小孔S離開電場，經(jīng)過一段勻速直線運(yùn)動，垂直于邊界MN進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。已知HO＝d，HS＝2d，＝90°。（忽略粒子所受重力）

（1）求偏轉(zhuǎn)電場場強(qiáng)E0的大小以及HM與MN的夾角φ；

（2）求質(zhì)量為m的離子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑；

（3）若質(zhì)量為4m的離子恰好垂直打在NQ的中點(diǎn)S1處，求能打在NQ上的正離子的質(zhì)量范圍。

（1）；45°（2）2；（3）m＜mx＜25m。

【解析】

試題分析：（1）正離子被電壓為U0的加速電場加速后速度設(shè)為v1，

設(shè)對正離子，應(yīng)用動能定理有eU0＝mv12，

正離子垂直射入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場，

作類平拋運(yùn)動受到電場力F＝qE0、產(chǎn)生的加速度為a＝，

即a＝，垂直電場方向勻速運(yùn)動，有2d＝v1t，

沿場強(qiáng)方向：Y＝at2，聯(lián)立解得E0＝

又tanφ＝，解得φ＝45°；

（2）正離子進(jìn)入磁場時的速度大小為v2＝，

正離子在勻強(qiáng)磁場中作勻速圓周運(yùn)動，由洛侖茲力提供向心力qv2B＝，

解得離子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑R＝2；

（3）根據(jù)R＝2可知，

質(zhì)量為4m的離子在磁場中的運(yùn)動打在S1，運(yùn)動半徑為R1＝2，

由R′2＝(2 R1)2+( R′－R1)2解得R′＝R1，再根據(jù)R1＜R＜R1，

解得m＜mx＜25m。

考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)電場及在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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如圖所示，勻強(qiáng)磁場中有一個電荷量為q的正離子，自a點(diǎn)沿半圓軌道運(yùn)動，當(dāng)它運(yùn)動到b點(diǎn)時，突然吸收了附近若干電子，接著沿另一半圓軌道運(yùn)動到c點(diǎn)，已知a、b、c在同一直線上，且ab=2ac，電子電荷量為e，電子質(zhì)量可忽略不計(jì)，則該離子吸收的電子個數(shù)為（ ）

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年山東省青島市高三上學(xué)期期末考試物理卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，a、b、c、d為一組勻強(qiáng)電場中的等差等勢線，A、B分別是等勢線上的兩點(diǎn)。帶電量為1×10 2C的正電荷在電場中只受電場力作用，該電荷由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，動能增加了0.1J，若A點(diǎn)電勢為10V，則

A．B點(diǎn)的電勢為零

B．a(chǎn)、b之間的勢差V

C．電荷運(yùn)動的軌跡可能是圖中曲線①

D．電荷運(yùn)動的軌跡可能是圖中曲線②

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年寧夏銀川市高三上期期末考試物理卷（解析版） 題型：選擇題

如圖是醫(yī)用回旋加速器示意圖，其核心部分是兩個形金屬盒，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中，并分別與高頻電源相連，現(xiàn)分別加速氘核（）和氦核（）。下列說法中正確的是

A．它們的最大速度相同

B．它們的最大動能相同

C．它們在形盒中運(yùn)動的周期相同

D．僅增大高頻電源的頻率可增大粒子的最大動能

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年江西宜春市四校高三第一次聯(lián)考物理卷（解析版） 題型：選擇題

下列說法中正確的是 。（選對一個給3分，選對兩個給4分，選對3個給6分。每選錯一個扣3分，最低得分為0分）

A．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)揭示了光的粒子性

B．原子核發(fā)生一次β衰變，該原子核外就失去一個電子

C．原子核放出β粒子后，轉(zhuǎn)變成的新核所對應(yīng)的元素是原來的同位素

D．玻爾在研究原子結(jié)構(gòu)中引進(jìn)了量子化的觀念

E．氫原子從低能級躍遷到高能級要吸收能量

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年江西宜春市四校高三第一次聯(lián)考物理卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，在光滑水平面上，有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，分布在寬度為L的區(qū)域內(nèi)，兩個邊長均為a（a<L）的單匝閉合正方形線圈甲和乙，分別用相同材料不同粗細(xì)的導(dǎo)線繞制而成，且導(dǎo)線的橫截面積S甲 : S乙=1:3。將線圈置于光滑水平面上且位于磁場的左邊界，并使兩線圈獲得大小相等、方向水平向右的初速度，若甲線圈剛好能滑離磁場，則（ ）

A．乙線圈也剛好能滑離磁場

B．兩線圈進(jìn)入磁場過程中通過導(dǎo)線橫截面積電量相同

C．兩線圈完全進(jìn)入磁場后的動能相同

D．甲線圈進(jìn)入磁場過程中產(chǎn)生熱量Q1與乙線圈進(jìn)入磁場過程中產(chǎn)生熱量Q2之比為

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年北京東城區(qū)示范校高三上期綜合能力測試物理卷（解析版） 題型：計(jì)算題

（12分）如圖所示，相距為d的狹縫P、Q間存在著方向始終與P、Q平面垂直、電場強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場，且電場的方向按一定規(guī)律分時段變化。狹縫兩側(cè)均有磁感強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，且磁場區(qū)域足夠大。某時刻從P平面處由靜止釋放一個質(zhì)量為m、帶電荷為q的帶負(fù)電的粒子（不計(jì)重力），粒子被加速后由A點(diǎn)進(jìn)入Q平面右側(cè)磁場區(qū)，以半徑做圓運(yùn)動，此時電場的方向已經(jīng)反向，當(dāng)粒子由點(diǎn)自右向左通過Q平面后，使粒子再次被加速進(jìn)入P平面左側(cè)磁場區(qū)做圓運(yùn)動，此時電場又已經(jīng)反向，粒子經(jīng)半個圓周后通過P平面進(jìn)入PQ狹縫又被加速，……。以后粒子每次通過PQ間都被加速。設(shè)粒子自右向左穿過Q平面的位置依次分別是、、、…………，求：

（1）粒子第一次在Q右側(cè)磁場區(qū)做圓運(yùn)動的半徑的大�。�

（2）粒子第一次和第二次自右向左通過Q平面的位置和之間的距離；

（3）設(shè)與間的距離小于，則值為多大？

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年北京東城區(qū)示范校高三上期綜合能力測試物理卷（解析版） 題型：選擇題

質(zhì)量為1 kg的物體被人用手由靜止向上提高1 m，這時物體的速度是2m／s，g取10m／s2，則下列說法中不正確的是（ ）

A.手對物體做功12J B.合外力對物體做功12J

C.合外力對物體做功2J D.物體克服重力做功10J

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年江西臨川第一中學(xué)高二上期期末考試物理卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

根據(jù)伏安法，由10V電源、0～10V電壓表、0～10mA電流表等器材，連接成測量較大阻值電阻的電路．由于電表內(nèi)阻的影響會造成測量誤差，為了避免此誤差，現(xiàn)在原有器材之外再提供一只高精度的電阻箱和單刀雙擲開關(guān)，某同學(xué)設(shè)計(jì)出了按圖甲電路來測量該未知電阻的實(shí)驗(yàn)方案。

（1）請按圖甲電路，將圖乙中所給器材連接成實(shí)驗(yàn)電路圖。

（2）請完成如下實(shí)驗(yàn)步驟：

①先把開關(guān)S撥向Rx，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表和電流表有一合適的讀數(shù)，并記錄兩表的讀數(shù)，U=8.16V，I=8mA，用伏安法初步估測電阻Rx的大小為 Ω。

②調(diào)節(jié)電阻箱的電阻值，使其為伏安法估測的值，之后把開關(guān)S撥向電阻箱R，微調(diào)電阻箱的電阻值，使電壓表、電流表的讀數(shù)與步驟①中的讀數(shù)一致．讀得此時電阻箱的阻值R=1000Ω。③該未知電阻Rx= Ω。

（3）利用測得的數(shù)據(jù)，還可以得到 表的內(nèi)電阻等 Ω。

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