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    如图所示为一质谱仪的构造原理示意图,整个装置处于真空环境中,离子源N可释放出质量均为m、电荷量均为q(q>0)的离子.离子的初速度很小,可忽略不计.离子经S1、S2间电压为U的电场加速后,从狭缝S3进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场中,沿着半圆运动到照相底片上的P点处,测得P到S3的距离为x.求:

    (1)离子经电压为U的电场加速后的速度v;
    (2)离子的比荷(q/m)
    (1) (2)
    (1)离子经S1、S2间电压为U的电场加速,根据动能定理
                                                            
    所以                     ①                    
    (2)设离子进入磁场后做匀速圆周运动速率为v,半径为R.
    洛伦兹力提供向心力        ②                     
    又因   R=x     ③                                      
    联立①②③,解得             
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展．回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q ，在加速器中被加速，设粒子初速度为零，加速电压为U ，加速过程中不考虑重力作用和相对论效应。下列说法正确的是
    A．粒子在回旋加速器中运动时，随轨道半径r的增大，盒中相邻轨道的半径之差减小
    B．粒子从静止开始加速到出口处所需的时间约为
    C．粒子能获得的最大动能跟加速器磁感应强度无关
    D．加速电压越大粒子能获得的最大动能越大

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    回旋加速器是利用较低电压的高频电源，使粒子经多次加速获得巨大速度的一种仪器，工作原理如图。下列说法正确的是(   )
    A．粒子在磁场中做匀速圆周运动
    B．粒子由A0运动到A1比粒子由A2运动到A3所用时间少
    C．粒子的轨道半径与它被电场加速的次数成正比
    D．粒子的运动周期和运动速率成正比

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示．这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是(　 　)
    A．电场用来加速带电粒子，磁场则使带电粒子回旋
    B．电场和磁场同时用来加速带电粒子
    C．在交流电压一定的条件下，回旋加速器的半径越大，则带电粒子获得的动能越大
    D．同一带电粒子获得的最大动能只与交流电压的大小有关，而与交流电压的频率无关

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：填空题

    如图所示,离子源S产生质量为m,电荷量为q的离子,离子产生出来的速度很小,要以看做速度为0,产生的离子经过电压U加速后,进入磁感强度为B的一匀强磁场,沿着半圆周运动到达P点,测得P点到入口处S1的距离为L,则 N极板为________极板,此离子荷质比=_____________.

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    两个相同的回旋加速器，分别接在加速电压U1和U2的高频电源上，且 U1>U2，有两个相同的带电粒子分别在这两个加速器中运动,设两个粒子在加速器中运动的时间分别为t1和t2，获得的最大动能分别为Ek1和Ek2，则（   ）
    A．t1<t2 ,Ek1 >Ek2B．t1=t2 , Ek1<Ek2
    		C．t1> t2 ,Ek1=Ek2D．t1<t2 ,Ek1=Ek2

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具,如图为质谱仪原理示意图．现利用这种质谱议对氢元素进行测量．氢元素的各种同位素从容器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场,加速后垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中．氢的三种同位素氕、氘、氚的电量之比为1：1：1，质量之比为1：2：3，它们最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条“质谱线”． 关于三种同位素进入磁场时速度的排列顺序和a、b、c三条“质谱线” 的排列顺序，下列判断正确的是           。
    A．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氚、氘、氕
    B．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氘、氚、氕
    C．a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氘、氚、氕
    D．a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示是一个回旋加速器的示意图，其中两个半圆形金属盒内有方向垂直于纸面，磁感强度为B的匀强磁场，两金属盒分别接到交变电源的两极上，在两盒间的狭缝处形成交变的电场．质量为m、电量为q的带电粒子从下面盒的中心O点进入，进入时的初速可以忽略，经两盒间狭缝处的电场加速后进入上面盒内，在磁场中做圆周运动，当它回到狭缝处时，电场恰好反向，再次对粒子加速，进入下面磁场中，从c1处再进入电场中加速，以后则重复前面的过程，并且每次电场对粒子做的功都是W．图中c2、c3、……是后面各次从下面磁场中射出时的位置．

    (1)求Oc1的距离．
    (2)n为多大时，cncn+1小于或等于Oc1的一半？
     

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图，两根长直导线竖直平行固定放置，且与水平放置的光滑绝缘杆MN分别交于c、d两点，点o是cd的中点，杆MN上a、b两点关于o点对称．两导线均通有大小相等、方向向上的电流，已知长直导线在在周围某点产生磁场的磁感应强度与电流成正比、与该点到导线的距离成反比．一带正电的小球穿在杆上，以初速度v0从a点出发沿杆运动到b点．在a、b、o三点杆对小球的支持力大小分别为Fa、Fb、Fo．下列说法可能正确的是（　　）
    A．Fa＞Fo
    B．Fb＞Fa
    C．小球一直做匀速直线运动
    D．小球先做加速运动后做减速运动

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