靜止于A處的離子，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿圖中圓弧虛線通過(guò)靜電分析器，并從P點(diǎn)垂直CF進(jìn)入矩形區(qū)域的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)。靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻射分布的電場(chǎng)，已知圓弧虛線的半徑為R，其所在處場(chǎng)強(qiáng)為E、方向如圖所示：離子質(zhì)量為m、電荷量為q；=a、=1．5a，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里；離子重力不計(jì)。

(1)求加速電場(chǎng)的電壓U；

(2)若離子能最終打在QF上，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍。


參考答案：

（1）離子在加速電場(chǎng)中加速，根據(jù)動(dòng)能定理，有：  （3分）

離子在輻向電場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有：

  （3分）

解得：  （2分）

（2）離子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有：  （3分）

解得：  （2分）

離子能打在QF上，則既沒(méi)有從DQ邊出去也沒(méi)有從PF邊出去，則離子運(yùn)動(dòng)徑跡的邊界如圖中Ⅰ和Ⅱ  （2分）

由幾何關(guān)系知，離子能打在QF上，必須滿足：  （3分）

解得：  （2分）


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：


如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一固定軌道，其中AB是長(zhǎng)為R的粗糙水平直軌道，BCD是圓心為O、半徑為R的3/4光滑圓弧軌道，兩軌道相切于B點(diǎn)．在推力作用下，質(zhì)量為m的小滑塊從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)即撤去推力，小滑塊恰好能沿圓軌道經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)C。重力加速度大小為g，取AB所在的水平面為零勢(shì)能面。則小滑塊

A．在AB段運(yùn)動(dòng)的加速度為2.5g

B．經(jīng)B點(diǎn)時(shí)加速度為零

C．在C點(diǎn)時(shí)合外力的瞬時(shí)功率為mg

D．上滑時(shí)動(dòng)能與重力勢(shì)能相等的位置在直徑DD′上方

 


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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，質(zhì)量均為m的物體B、C分別與輕質(zhì)彈簧的兩端相栓接，將它們放在傾角為θ = 30o 的光滑斜面上，靜止時(shí)彈簧的形變量為x0。斜面底端有固定擋板D，物體C靠在擋板D上。將質(zhì)量也為m的物體A從斜面上的某點(diǎn)由靜止釋放，A與B相碰。已知重力加速度為g，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，不計(jì)空氣阻力。求：

（1）彈簧的勁度系數(shù)k；

（2）若A與B相碰后粘連在一起開(kāi)始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，當(dāng)A與B第一次運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)， C對(duì)擋板D的壓力恰好為零，求C對(duì)擋板D壓力的最大值；

（3）若將A從另一位置由靜止釋放，A與B相碰后不粘連，但仍立即一起運(yùn)動(dòng)，且當(dāng)B第一次運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，C對(duì)擋板D的壓力也恰好為零。已知A與B相碰后彈簧第一次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)B的速度大小為，求相碰后A第一次運(yùn)動(dòng)達(dá)到的最高點(diǎn)與開(kāi)始靜止釋放點(diǎn)之間的距離。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


一質(zhì)子束入射到靜止靶核Al上，產(chǎn)生如下核反應(yīng) p+AlX+n式中p代表質(zhì)子，n代表中子，X代表核反應(yīng)產(chǎn)生的新核。由反應(yīng)式可知，新核X的質(zhì)子數(shù)為 ，中子數(shù)為 。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，A、B、C、D是真空中一正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)(正四面體是由四個(gè)全等正三角形圍成的空間封閉圖形)，所有棱長(zhǎng)都為a�，F(xiàn)在A、B兩點(diǎn)分別固定電荷量分別為+q和-q的兩個(gè)點(diǎn)電荷，靜電力常量為k，下列說(shuō)法正確的是

  A．C、D兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同

  B．C點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為

  C．C、D兩點(diǎn)電勢(shì)相等

  D．將一正電荷從C點(diǎn)移動(dòng)到D點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


一群處于激發(fā)態(tài)n=4的氫原子，躍遷時(shí)可能發(fā)出       種頻率的光子；核反應(yīng)方程中的X是      ，若的質(zhì)量為mu、的質(zhì)量為mT、X的質(zhì)量為mX，若光在真空中的傳播速度為c，則該核反應(yīng)釋放的能量為         。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，飛船從圓軌道l變軌至圓軌道2，軌道2的半徑是軌道l半徑的3倍。若飛船在兩軌道上都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則飛船在軌道2上運(yùn)行和在軌道1上運(yùn)行相比

A．線速度變?yōu)樵瓉?lái)的3倍 B．向心加速度變?yōu)樵瓉?lái)的

C．動(dòng)能變?yōu)樵瓉?lái)的 D．運(yùn)行周期變?yōu)樵瓉?lái)的3倍

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖光滑的水平桌面處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，桌面上平放一根一端開(kāi)口、內(nèi)壁光滑的絕緣細(xì)管，細(xì)管封閉端有一帶電小球，小球直徑略小于管的直徑，細(xì)管的中心軸線沿y軸方向。在水平拉力F作用下，細(xì)管沿x軸方向做勻速運(yùn)動(dòng)，小球能從管口處飛出。小球在離開(kāi)細(xì)管前的運(yùn)動(dòng)加速度a、拉力F隨時(shí)間t變化的圖象中，正確的是

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


一輛汽車(chē)在平直的公路上從靜止運(yùn)動(dòng)，先后經(jīng)歷勻加速、勻速、勻減速直線運(yùn)動(dòng)最后停止．從汽車(chē)啟動(dòng)開(kāi)始計(jì)時(shí)，下表記錄了汽車(chē)某些時(shí)刻的瞬時(shí)速度，根據(jù)數(shù)據(jù)可判斷出汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的vt圖象是      (　　).

時(shí)刻/s

1.0

2.0

3.0

5.0

7.0

9.5

10.5

速度/(m·s－1)

3.0

6.0

9.0

12

12

9.0

3.0

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