[题目]使用回旋加速器的实验需要把离子束从加速器中引出.离子束引出的方法有磁屏蔽通道法和静电偏转法等.质量为m.速度为v的离子在回旋加速器内旋转.旋转轨道时半径为r的圆.圆心在O点.轨道在垂直纸面向外的匀强磁场中.磁感应强度为B.为引出离子束.使用磁屏蔽通道法设计引出器.引出器原理如图所示.一堆圆弧形金属板组成弧形引出通道.通� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】使用回旋加速器的实验需要把离子束从加速器中引出，离子束引出的方法有磁屏蔽通道法和静电偏转法等。质量为m，速度为v的离子在回旋加速器内旋转，旋转轨道时半径为r的圆，圆心在O点，轨道在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度为B。为引出离子束，使用磁屏蔽通道法设计引出器。引出器原理如图所示，一堆圆弧形金属板组成弧形引出通道，通道的圆心位于点（点图中未画出）。引出离子时，令引出通道内磁场的磁感应强度降低，从而使离子从P点进入通道，沿通道中心线从Q点射出。已知OQ长度为L。OQ与OP的夹角为，

（1）求离子的电荷量q并判断其正负；

（2）离子从P点进入，Q点射出，通道内匀强磁场的磁感应强度应降为，求；

（3）换用静电偏转法引出离子束，维持通道内的原有磁感应强度B不变，在内外金属板间加直流电压，两板间产生径向电场，忽略边缘效应。为使离子仍从P点进入，Q点射出，求通道内引出轨迹处电场强度E的方向和大小。

【答案】（1），正电荷（2）（3）

【解析】（1）离子做圆周运动 ①

解得，正电荷 ②

（2）如图所示

，，

引出轨迹为圆弧 ③

解得 ④

根据几何关系得 ⑤

解得 ⑥

（3）电场强度方向沿径向向外 ⑦

引出轨迹为圆弧 ⑧

解得

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【题目】（6分）某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴（横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm）的纸贴在桌面上，如图（a）所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点（位于图示部分除外），另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长。

（1）用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F的大小可由测力计读出。测力计的示数如图（b）所示，F的大小为 N。

（2）撤去（1）中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点，此时观察到两个拉力分别沿图（a）中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2 N和F2=5.6 N。

（i）用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O点为作用点，在图（a）中画出力F1、F2的图示，然后按平形四边形定则画出它们的合力F合；

（ii）F合的大小为 N，F合与拉力F的夹角的正切值为。

若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。

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A. 从AB边出射的电子的运动时间都相等

B. 从AC边出射的电子的运动时间都相等

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D. 入射速度越大的电子，其运动轨迹越长

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（2）拉力F的大小

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